Универсальность естественного отбора как главного фактора эволюции была продемонстрирована на разнообразных растительных и животных объектах.
Советские биологи получили первые убедительные доказательства того, что у микроорганизмов формирование адаптаций происходит также под действием естественного отбора, а не путем прямого приспособления. Так, Оленов (1940) показал, что способность к сбраживанию галактозы у дрожжевых грибков достигается путем отбора мутантных клеток. Гаузе (1943) объяснил возникновение антибиотиков дарвиновскими факторами эволюции. Путем отбора некоторых мутантных штаммов грибков-продуцентов антибиотиков удалось повысить их продуктивность в 20—500 раз (С. И. Алиханян). Начиная с 1924 г. Е. Н. Мишустин предпринял обширные исследования географической изменчивости у микроорганизмов. На Bacillus micoides он выполнил эксперименты, доказывающие возникновение географических рас на основе отбора мелких мутаций.
О масштабе исследований в области причин эволюции свидетельствует тот факт, что на Всесоюзной конференции по дарвинизму, состоявшейся в феврале 1948 г., большинство докладов было посвящено проблемам борьбы за существование и естественного отбора (В. Е. Альтшулер, Н. В. Дубовский, A. Л. Зеликман, В. С. Ивлев, В. С. Кирпичников, А. И. Купцов, Е. И. Лукин, Н. П. Наумов, А. А. Парамонов, И. М. Поляков, В. И. Полянский, В. Л. Рыжков, С. Я. Соколов, В. Н. Сукачев, И. И. Шмальгаузен и др.).
Советскими биологами активно разрабатывалась проблема об эволюционной роли фенотипической изменчивости в эволюции. В середине 30-х годов Кирпичников и Лукин разработали гипотезы о возможных механизмах наследственного закрепления адаптивных модификаций под воздействием естественного отбора. В конце 30-х—начале 40-х годов Шмальгаузен сформулировал теорию стабилизирующего отбора. В рамках этой теории во всей широте обсуждались вопросы о роли ненаследуемых факторов и онтогенетических перестроек в эволюции, включая проблемы совершенствования организации и органообразования. Шмальгаузен показал, что прогрессивная эволюция происходит на основе совместного действия движущего и стабилизирующего отбора. Были найдены оригинальные способы экспериментального изучения роли адаптивных модификаций в эволюции. Ю. И. Полянский и А. А. Стрелков (1938) на комменсальных инфузориях показали, что адаптивные модификации, так же как и мутации, могут служить материалом для действия естественного отбора. На простейших и насекомых была доказана возможность замены адаптивных модификаций мутациями (генокопиями) и начато изучение роли этих процессов в создании экологической и географической изменчивости (Гаузе, 1940б, 1941а, 1941б; Смарагдова, 1941).