После окончания академии в 1908 году Флоренский был оставлен преподавателем на кафедре истории философии. За годы преподавания в МДА (1908–1919) он создает ряд оригинальных курсов по истории античной философии, кантовской проблематике, философии культа и культуры. А. Ф. Лосев отмечал, что Флоренский «дал концепцию платонизма, по глубине и тонкости превосходящую все что я читал о Платоне».

«В отце Павле, — писал С. Н. Булгаков, — встретились культурность и церковность, Афины и Иерусалим, и это органическое соединение само по себе есть факт церковно-исторического значения».

Вокруг Флоренского, который в 1912–1917 годах еще и возглавлял журнал «Богословский вестник», сложился круг друзей и знакомых, которые во многом определяли атмосферу русской культуры начала XX века. Революция не явилась неожиданностью для Флоренского. Более того, он много писал о глубоком кризисе буржуазной цивилизации, часто говорил о надвигающемся крушении привычных устоев жизни. Но «в то время, когда вся страна бредила революцией, а также и в церковных кругах возникали одна за другою, хотя и эфемерные, церковно-политические организации, отец Павел оставался им чужд, — по равнодушию ли своему вообще к земному устроению, или же потому, что голос вечности вообще звучал для него сильнее зовов современности» (С. Н. Булгаков).

Флоренский не собирался уезжать из России, хотя на Западе его ждала блестящая научная карьера и, вероятно, мировая слава. Он был одним из первых среди лиц духовного звания, кто, служа Церкви, стал работать в советских учреждениях. Никогда при этом Флоренский не изменял ни своим убеждениям, ни священному сану, записав себе в назидание в 1920 году: «Из убеждений своих ничем никогда не поступаться. Помни, уступка ведет за собою новую уступку, и так — до бесконечности». До тех пор, пока это было возможно, то есть до 1929 года, Флоренский во всех советских учреждениях работал, не снимая подрясника, тем самым открыто свидетельствуя, что он священник. Флоренский ощущал нравственный долг и призвание в том, чтобы сохранить основы духовной культуры для будущих поколений.

22 октября 1922 года он вошел в комиссию по охране памятников искусства и старины Троице-Сергиевой лавры. В результате деятельности комиссии было описано огромное историко-художественное богатство Лавры и спасено национальное достояние. Комиссия подготовила условия для осуществления декрета «Об обращении в музей историко-художественных ценностей Троице-Сергиевой лавры», подписанного 20 апреля 1920 года Председателем Совнаркома В. И. Лениным.

В 1921 году Флоренский был избран профессором Высших художественно-технических мастерских. В период зарождения и расцвета различных новых течений (футуризма, конструктивизма, абстракционизма) он отстаивал духовную ценность и значимость общечеловеческих форм культуры. Он был убежден, что деятель культуры призван раскрыть существующую духовную реальность.

«Другой взгляд, согласно которому художник и вообще деятель культуры сам организует что хочет и как хочет, субъективный и иллюзионистический взгляд на искусство и на культуру», в конечном итоге ведет к обессмысливанию и обесцениванию культуры, то есть к разрушению культуры и человека. Этим вопросам посвящены работы Флоренского «Анализ пространственности и времени в художественно-изобразительных произведениях», «Обратная перспектива», «Иконостас», «У водоразделов мысли».

Как и в юные годы, он убежден в существовании двух миров — видимого и незримого, сверхчувственного, лишь дающего о себе знать с помощью «особенного». Таким особенным являются, в частности, сновидения, которые соединяют мир человеческого бытия с миром запредельным. Свою концепцию сновидений Флоренский излагает в начале трактата «Иконостас». Это весьма важная для Флоренского идея обратного течения времени.

«В сновидении время бежит, и ускоренно бежит навстречу настоящему, против движения времени бодрственного сознания. Оно вывернуто через себя, и, значит, вместе с ним вывернуты и все его конкретные образы. А это значит, что мы перешли в область мнимого пространства».

Еще в 1919 году он публикует статью «Троице-Сергиева Лавра и Россия» — своего рода философию русской культуры. Именно в Лавре Россия ощущается как целое, здесь наглядное воплощение русской идеи, предстающей как наследие Византии, а через нее — Древней Эллады.

История русской культуры распадается на два периода — Киевский и Московский. Первый состоит в принятии эллинства.

«За формированием извне женственной восприимчивости русского народа приходит пора мужественного самосознания и духовного самоопределения, создание государственности, устойчивого быта, проявление всего своего активного творчества в искусстве и науке и развитие хозяйства и быта».

Первый период связан с именем равноапостольного Кирилла, второй — преподобного Сергия. Женская восприимчивость воплощена в символе Софии-Премудрости, мужественное оформление жизни Московской Руси — в символе Троицы Троица — символ единения русских земель. Именно так трактует Флоренский и Троицу Рублева, воплотившего в красках идеи Сергия Радонежского.

Флоренский — теоретик древнерусской живописи. Именно он обосновал правомерность «обратной перспективы», на которой построена иконопись. Не беспомощность, не отсутствие мастерства заставляли древнего художника увеличивать предметы на заднем плане, но законы, присущие нашему зрению.

«Русская иконопись XIV–XV веков есть достигнутое совершенство изобразительности, равного которому или даже подобного не знает история всемирного искусства и с которым в известном смысле можно сопоставлять только греческую скульптуру — тоже воплощение духовных образов и тоже, после светлого подъема, разложенную рационализмом и чувственностью».

Одновременно с работой по сохранению культурного наследия П. А. Флоренский был вовлечен в научно-техническую деятельность. Он избрал прикладную физику отчасти потому, что это диктовалось практическими нуждами государства и в связи с планом ГОЭЛРО, отчасти потому, что довольно скоро стало ясно заниматься теоретической физикой, как он ее понимает, ему не дадут.

В 1920 году Флоренский начинает работать на московском заводе «Карболит», в следующем году переходит на исследовательскую работу в Главэлектро ВСНХ РСФСР, участвует в VIII электротехническом съезде, на котором обсуждался план ГОЭЛРО. В 1924 году избирается членом Центрального электротехнического совета Главэлектро и начинает работать в Московском объединенном комитете электротехнических норм и правил. Тогда же создает в Государственном экспериментальном электротехническом институте первую в СССР лабораторию испытания материалов, впоследствии отдел материаловедения, в котором изучались диэлектрики.

Флоренский издает книгу «Диэлектрики и их техническое применение» (1924), систематизирующие новейшие теории и взгляды, касающиеся изоляционных материалов. Одним из первых он начал пропагандировать синтетические пластмассы.

С1927 года Флоренский — соредактор «Технической энциклопедии», для которой написал 127 статей, а в 1931 году он избран в президиум бюро по электроизолирующим материалам Всесоюзного энергетического комитета, в 1932 году включен в комиссию по стандартизации научно-технических обозначений терминов и символов при Совете Труда и Обороны СССР. В книге «Мнимости и геометрии» (1922) Флоренский из общей теории относительности выводит возможность конечной Вселенной, когда Земля и человек становятся средоточием творения.

Здесь Флоренский возвращается к миропониманию Аристотеля, Птолемея и Данте. Для него, в отличие от многих математиков и физиков, конечность Вселенной является реальным фактом, не столько опирающимся на математические выкладки, сколько вытекающим из общечеловеческого мировоззрения.

«Принцип относительности, — писал Флоренский в 1924 году, — был принят мною вовсе не по долгому обсуждению и даже без изучения, а просто потому, что был слабою попыткою облечь в понятие иное понимание мира. Общий принцип относительности есть, в некоторой степени, огрубленная и упрощенная моя сказка о мире».