В 1944 г. И. А. Ефремов подытожил имеющиеся к тому времени данные об остатках динозавров в Средней Азии. Он всесторонне проанализировал динозавровые местонахождения Казахстана и Киргизии по результатам своей экспедиции 1929 г. и высказал предположение о вторичном залегании остатков в ряде мест за счет перемыва более древних мезозойских осадочных толщ. При этом он оценил результаты Центральноазиатской экспедиции Американского музея естественной истории, состоявшейся в начале 20-х годов XX в., и собрал сведения советских специалистов о недавних находках костей в разных пунктах МНР. Таким образом, к моменту организации экспедиции Ефремов пришел к выводу, что гобийская часть МНР откроет более полную картину исторического развития динозавровых фаун Центральной Азии и соответственно более перспективна для проведения исследований, Тем самым обзорная статья Ефремова о среднеазиатских динозавровых местонахождениях послужила своего рода трамплином не только для исследования динозавровых фаун Монголии, но и вообще фаун наземных позвоночных мезозоя-кайнозоя, поскольку отложения этого возраста в наибольшей последовательности и полноте представлены именно в этом районе Центральной Азии.
Правительство МНР, поддержав замыслы советских палеонтологов, предложило АН СССР организовать экспедицию для поисков ископаемых животных. Начальником экспедиции был назначен И. А. Ефремов, обладавший к тому времени огромным опытом экспедиционных исследований, организаторскими навыками и непререкаемым авторитетом ученого и путешественника. Экспедиция проработала в МНР три полевых сезона: 1946, 1948 и 1949 гг.; 1947 г. ушел на детальную подготовку и заброску снаряжения, материалов, горючего на основную и промежуточные базы — на учет всего того, что выяснилось в ходе рекогносцировочных работ первого года.
Гобийская одиссея с ее подготовкой, проведением, обработкой материалов была важным, ответственным и длительным этапом в жизни и научной биографии Ивана Антоновича. Тем не менее он не забывал своей «первой любви» — древнейших позвоночных, исследования по которым публиковал параллельно монгольской, преимущественно динозавровой, тематике.
В 1944 г. одновременно со статьей о динозаврах Средней Азии И. А. Ефремов публикует материал о стратиграфическом расчленении верхнепермских отложений Европейской части СССР по остаткам позвоночных. Эта работа также оказывается в центре внимания геологов, так как ее выводы широко применяются для геологической съемки.
В 1946 г. выходит небольшая монография И. А. Ефремова, посвященная так называемым батрахозаврам — «лягушкоящерам» [51]. Основой ее послужили черепные остатки интереснейшего животного из Ишеева, названного лантанозухом. Ученый показал, что по морфологическим и биологическим особенностям лантанозух вместе с известными ранее североамериканской сеймурией и с котлассией с Северной Двины занимает промежуточное положение между земноводными и пресмыкающимися. Он подчеркнул, что при попытке выяснения систематической принадлежности этих трех родов к одному из классов «мы сразу же теряем под ногами почву». Совмещение в этой группе родов важнейших признаков обоих классов привело И. А. Ефремова к выводу: вся группа в целом по своему значению в эволюции древнейших четвероногих заслуживает выделения в особый подкласс. Это систематическое подразделение принято современными исследователями. Монография о батрахозаврах была последней крупной работой Ефремова, имеющей непосредственное отношение к земноводным; большинство последующих трудов посвящены его любимым зверообразным пресмыкающимся — тероморфам.
Научные интересы И. А. Ефремова развивались в нескольких направлениях и в целом охватывали всю тематику по древнейшим наземным позвоночным, включая исследования по динозавровым фаунам СССР и МНР. Ученый опубликовал около 100 работ в советских и зарубежных изданиях, написал около 200 заметок, научно-популярных статей, отзывов, рецензий и рефератов. Ефремовские отзывы при своей доброжелательности и яркости всегда точно улавливали сильные и слабые стороны диссертации. Получение отзыва от Ивана Антоновича было пределом мечтаний соискателя.
Послевоенный период биографии И. А. Ефремова, сам по себе уже достаточно насыщенный, был бы неполон без упоминания о начале его литературной деятельности. Стремительное вторжение Ефремова в литературу, как отмечали биографы, произошло в 1944 г. Почти одновременно в журналах и сборниках вышло десять рассказов, еще три — в 1945 г., и в их числе «Алмазная труба». Самобытный талант начинающего писателя безоговорочно завоевал признание. Рассказы отлично удались И. А. Ефремову — он использовал свой жизненный опыт и впечатления путешественника-естествоиспытателя, дополнил их долей фантазии и как ученый удачно вплел в повествование тему науки. В 1947 г. по горячим следам первого гобийского путешествия за динозаврами он публикует «Звездные корабли». Здесь с позиций науки о прошлом — палеонтологии — у И. А. Ефремова впервые зазвучала тема космоса.
