Danach war Schtscherbakow zwischen 1930 und 1938 Wissenschaftlicher Mitarbeiter des neu gegründeten Geochemischen Instituts, das 1937 in Institut für Geologische Wissenschaften der Akademie der Wissenschaften der UdSSR umbenannt wurde, und 1938 wissenschaftlicher Leiter einer weiteren Expedition der Akademie in Zentralasien. 1936 erhielt er den Titel eines Doktors der geologischen und mineralogischen Wissenschaften. Nach seiner Rückkehr fungierte er von 1938 bis 1941 als Leiter des Sektors Mineralogie und Geochemie des Instituts für Geologische Wissenschaften sowie zwischen 1943 und 1948 als wissenschaftlicher Leiter eines Sektors am Allunionsinstitut für mineralische Rohstoffe. Während dieser Zeit wurde er 1946 unter gleichzeitiger Verleihung des Titels Professor zunächst korrespondierendes Mitglied sowie 1953 Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR. In der Folgezeit bekleidete er zwischen 1953 und 1963 den Posten als Sekretär der Abteilung für Geologische und Geographische Wissenschaften der Akademie der Wissenschaften. Er führte geologische Forschungen in Zentralasien, dem Kaukasus, der Halbinsel Kola und Transbaikalien durch. Eines der Hauptwerke seiner Arbeiten lag auf dem Gebiet der kleinen sowie seltenen Elemente und seine wissenschaftlichen Vorhersagen dienten als Grundlage für die Entdeckung industrieller Vorkommen von Antimon und Quecksilber in Kirgisistan, natürlichem Schwefel in der Karakum-Wüste, Molybdän, Wolfram und Arsen im Kaukasus. Er war zudem einer der Initiatoren von Unterstützungs- und Ultratiefbohrungen, die das absolute Alter geologischer Formationen bestimmte und metallgeologische Karten erstellte. Ferner war er als Förderer der Popularisierung der geologischen und geographischen Wissenschaften bekannt.
Месторождения радиоактивных руд и минералов Ферганы и задачи их дальнейшего исследования, (Lagerstätten radioaktiver Erze und Mineralien von Fergana und Aufgaben ihrer weiteren Erforschung), 1924
Полезные ископаемые Южной Карелии, (Mineralien Südkareliens), 1925
Поиски радиевых руд в Фергане, (Suche nach Radiumerzen in Ferghana), 1925
Тюя-Муюнское месторождение радиевых руд в Фергане: отчет науч. экспед, (Tyuya-Muyunskoe Lagerstätte von Radiumerzen in Fergana: Bericht der wissenschaftlichen Expedition), 1925
Замечательные геологические явления нашей страны, (Bemerkenswerte geologische Phänomene unseres Landes), 1941
Книга для чтения по геологии: пособие для учителей средн, (Buch zum Lesen in Geologie: ein Leitfaden für Sekundarlehrer), 1941
Горные богатства нашей родины, (Bergreichtum unseres Landes), 1948
А. Е. Ферсман и его путешествия, (Fersman und seine Reisen), 1950, Neuauflage 1953
Земная кора и геологические процессы, (Erdkruste und geologische Prozesse), 1951
Мои путешествия: (Как я стал географом), (Meine Reisen: (Wie ich Geograph wurde)), 1951, Neuauflage 1954
Новые проблемы советской геологии, (Neue Probleme der sowjetischen Geologie), 1955
Антарктика и задачи её изучения: Материалы к лекции, (Die Antarktis und die Aufgaben ihrer Erforschung: Materialien für einen Vortrag), 1956
Для чего ученые исследуют Антарктику, (Warum Wissenschaftler die Antarktis erforschen), 1956
От Арктики до тропиков, (Von der Arktis zu den Tropen), 1960
Чем занимается современная геология, (Was die moderne Geologie tut), 1961
Пучины океана, (Tiefen des Ozeans), 1962
Предвидение геолога, (Voraussicht des Geologen), 1964
in deutscher Sprache
Mein Weg zum Pamir, Wunderlich-Verlag, Leipzig 1955
Die neue sowjetische geochronologische Zeittafel, Akademie-Verlag, Berlin 1961
Mit Hubschrauber und Geologenhammer, VEB Brockhaus, Leipzig 1963
Hintergrundliteratur
F. I. Wolfson: Дмитрий Иванович Щербаков. Жизнь и деятельность. 1893—1966, („Schtscherbakow, Dmitri Iwanowitsch. Leben und Arbeiten. 1893—1966“), 1969
Meyers Großes Personenlexikon, S. 1193, Mannheim 1968