w związku z tym Biuro Polityczne KC WKP(b) na posiedzeniu z 11 listopada 1931 przyjęło projekt "O Kołymie". Dwa dni potem Rada Pracy i Obrony ZSRR przychylając się do pomysłu Bilibina postanowiła o zorganizowaniu państwowego trustu budownictwa drogowego i przemysłowego w rejonie Wysokiej Kołymy nazwanego Dalstrojem, a w 1932 Bilibin został zastępcą szefa sektora technicznego Dalstroju. Po zwolnieniu go z tego stanowiska od stycznia 1934 do 1935 pracował w jakuckim oddziale trustu Zołotorazwiedka, następnie wrócił do Leningradu, gdzie pracował w Instytucie Górniczym. Był również pracownikiem Wszechzwiązkowego Instytutu Geologicznego. W 1938 został włączony w skład komisji NKWD i skierowany do dyspozycji Głównego Zarządu Budownictwa Północy (byłego Dalstroju), od 1938 pracował w zreorganizowanym Geołkomie, w Centralnym Naukowo-Badawczym Instytucie Naukowo-Geologicznym, przemianowanym w 1939 na Wszechzwiązkowy Naukowo-Badawczy Instytut Geologiczny. Podczas wojny z Niemcami zajmował się organizacją przemysłu wydobycia złota jako główny geolog trustu Uzbekzołotoriedmiet i od 1943 trustu Gławzołoto w Moskwie. W 1943 otrzymał tytuł doktora nauk geologiczno-mineralogicznych, 4 grudnia 1946 został członkiem korespondentem Akademii Nauk ZSRR, pracował na Wydziale Geologicznym Leningradzkiego Uniwersytetu Państwowego.