Изменение идеологии в стране повлекло за собой необходимость прекращения разработки этих направлений, вынужденное признание АА. Смирновым ошибочности собственных разработок. В 1933 г. он вновь возвратился в Институт психологии, где включился в коллективную работу по изучению зрительных ощущений и восприятий. Эти исследования со временем подтолкнули его к разработке проблем памяти.
Проанализировав многочисленные работы, посвященные этой теме, А.А. Смирнов сумел найти свой предмет исследования. Основной темой теоретических и экспериментальных разработок ученого стала психология запоминания, в своих работах он привел детальную характеристику произвольного и непроизвольного запоминания, проанализировал взаимовлияние понимания и запоминания, определил значение и функции повторения, а также выделил некоторые особенности процесса повторения. Одним из важнейших экспериментальных выводов стал приведенный им целый ряд условий, влияющих на продуктивность процесса запоминания.
На основе экспериментальных данных А.А. Смирнов сформулировал общую закономерность соотношения произвольного и непроизвольного запоминания. Она заключается в следующем: прежде всего запоминается то, что составляет цель действия. Решающим же фактором, определяющим эффективность запоминания, является, по мнению А.А. Смирнова, степень интеллектуальной активности, определяемая родом деятельности. Таким образом, ученый подтвердил принцип тесной взаимосвязи и единства психических процессов и деятельности, в условиях которой эти процессы находят свое осуществление.
В 1940-е гг. А.А. Смирнов занимался подробнейшей разработкой проблем осмысленного запоминания. В первую очерець он рассмотрел процессы мышления, играющие, по его мнению, главную роль при осмысленном запоминании. Целью ученого при этом было не просто понятие сути изучаемых процессов, но и поиск путей руководства их развитием. Особенностью метода А.А. Смирнова было то, что он в своем исследовании продвигался от высших форм к более простым.
Процесс осмысленного запоминания ученый рассматривал не как изолированный механизм памяти, а как один из компонентов человеческой деятельности, неразрывно связанный со всем комплексом ее задач и мотивов. Такой подход позволил ему (в отличие от его предшественников) создать более подробную и содержательную теорию осмысленного запоминания. Так, он выделил набор приемов, позволяющих делать процесс осмысленного запоминания более эффективным. Сюда он относил разбивку запоминаемого материала на основные смысловые части, группировку таких отдельных частей, выделение опорных пунктов, сопоставление частей запоминаемой информации между собой или с тем, что уже известно человеку. Эта теория и ее экспериментальные доказательства составили содержание основного его труда «Психология запоминания».
В сборнике «Вопросы психологии памяти» были собраны работы, посвященные изучению образной и словесно-логической памяти. На основе экспериментальных данных А.А. Смирнов продемонстрировал принцип единства конкретного и абстрактного, чувственного и логического, их неразрывную связь Результаты исследований показали взаимосвязь образа и слова в процессах запоминания.