Do stałej pracy naukowej powrócił po wejściu w życie reformy walutowej. Łukasiewicz podjął pracę w Instytucie Nauczycielskim, gdzie wykładał logikę dla nauczycieli szkół powszechnych. Dodatkowo wrócił na UW jako kontraktowy profesor nadzwyczajny i wykładał na Wydziale Filozoficznym. W 1929 r. ponownie został mianowany profesorem zwyczajnym filozofii na UW na Wydziale Matematyczno-Przyrodniczym. W roku akademickim 1931/1932 ponownie pełnił funkcję rektora, a rok później prorektora. W listopadzie 1932 r. został warszawskim mężem zaufania Tajnego Komitetu powstałego na Uniwersytecie Jagiellońskim, koordynującego protest profesorów przeciwko projektowi reformy szkolnictwa Janusza Jędrzejewicza. Na uczelni pracował do wybuchu II wojny światowej.
W 1936 r. wykładał na uniwersytetach w Monasterze i Paryżu. Rok później został członkiem zwyczajnym Państwowej Akademii Umiejętności. W tym samym czasie założył Polskie Towarzystwo Logiczne i został jego prezesem. Natomiast w 1938 r.