Осенью 1924 г. высылка была досрочно прекращена, в декабре того же года С.Н. Дурылин вернулся в Москву. Устроился работать в Государственную академию художественных наук (ГАХН) сверхштатным сотрудником. Жил в Москве и в Муранове. В январе-феврале 1926 г. М.В. Нестеров писал портрет С.Н. Дурылина в чёрном подряснике под названием «Тяжёлые думы», отражающим его душевное состояние в тот период. Размышляя о том, что церковь оказалась бессильна предотвратить социальную катастрофу, видел причину в упадке веры и несоответствии священнослужителей требованиям времени. Лето 1926 г. провёл в Коктебеле, где подружился с Максимилианом Александровичем Волошиным (Кириенко-Волошиным). 10 июня 1927 г. вновь арестован, в ноябре того же года выслан в Томск. 28 июля 1930 г. ссылка заменена разрешением проживать в семи областях и округах сроком на три года. С.Н. Дурылин поехал в Киржач. Ожидание нового ареста привело его на грань нервного срыва. В 1931 г. к нему приехал врач-невропатолог священник Сергий Алексеевич Никитин (впоследствии Можайский епископ Стефан). 29 июля 1933 г. С.Н. Дурылин зарегистрировал брак с И.А. Комиссаровой, сопровождавшей его во время обеих ссылок. В 1933 г. переехал в Москву. В 1934 г. стал членом Союза советских писателей, в 1935 г. – старшим научным сотрудником Музея Малого театра. С 1939 г. работал в Институте мировой литературы имени Алексея Максимовича Горького (ИМЛИ) в Лермонтовской и Толстовской группах, участвовал в подготовке академических изданий собраний сочинений Н.В. Гоголя, Александра Николаевича Островского. В 1944 г. С.Н. Дурылину была присвоена степень доктора филологических наук по совокупности работ. С 1945 г. – профессор, заведующий кафедрой русского и советского театра в Российском институте театрального искусства (ГИТИС) и старший научный сотрудник Института истории искусств Академии Наук СССР (сектор истории театра). Участвовал в создании ряда обобщающих трудов по истории театра, написал серию творческих биографий артистов Малого, Художественного театров (Михаила Семёновича Щепкина, Прова Михайловича Садовского (Ермилова), Веры Николаевны Пашенной (в замужестве – Грибуниной) и др.), капитальную монографию о Марии Николаевне Ермоловой. Автор около 800 работ. Считался влиятельным театральным критиком. Ещё в 1936 г. в связи с резким ухудшением здоровья С.Н. Дурылин поселился в посёлке Болшево (Московская область). У исследователей есть свидетельства, что в его доме хранился антиминс. Дом С.Н. Дурылина стал центром притяжения театральной Москвы, артистов Малого, Художественного театров, писателей, художников, музыкантов. С.Н. Дурылин оставил записки «В своём углу», которые вёл в 1924–1932 гг. Относился к ним как к историческому документу, вкладывал в них письма друзей и другие материалы. С 1930 г. создавал автобиографический цикл, из которого успел написать (не полностью) первую книгу «В родном углу» в четырёх частях. В 1949 г. награждён орденом Трудового Красного Знамени. В Москве С.Н. Дурылина отпевали как мирянина, в Киеве, где был похоронен его дед, прошло заочное отпевание С.Н. Дурылина как священника. Похоронен в Москве на Даниловском кладбище. В 1993 г. был создан Дом-музей С.Н. Дурылина в Болшеве.