После окончания войны Лурия продолжил работу в области нейропсихологии. Его считают основоположником нейропсихологии нового типа. В отличие от западной нейропсихологии, которая в значительной мере выросла из медицины, разрабатываяемая им наука имеет своей основой именно психологию. Ее истоком является общепсихологическое представление о структуре и строении психических функций. Нейропсихология, созданная Лурией, является, по сути, синтезом трех наук — физиологии, медицины и психологии, являясь в то же время отдельной отраслью последней.
Очень важное значение для науки имеет его теория мозговой организации высших психических функций человека. Александр Романович определял высшую психическую функцию как сложную форму психической деятельности. Она включает в себя движущие мотивы, цели, исполнительные и контролирующие механизмы психического процесса. За реализацию психических функций отвечают определенные мозговые структуры. Эти структуры — строго дифференцированные образования, объединенные в различные системы. Общие и локальные физиологические процессы (закономерности функционирования соответствующих нейтронов) отвечают за различные аспекты высших психических функций и за различные формы их нарушений. На основе этой теории А.Р. Лурия разработал методы нейропсихологической диагностики нарушения высших психических функций, а также способы их восстановления.
В начале 1950-х гг. он вновь обратился к изучению психических процессов у детей. В этой области его особенно интересовали проблемы формирования регулирующей функции речи. В то время он работал в Институте дефектологии АПН РСФСР, где получил доступ к обширному клиническому материалу. Его двухтомный труд «Проблемы высшей нервной деятельности нормального и аномального ребенка», вышедший в 1956—1958 гг , стал логичным завершением этого периода его жизни, поскольку включил в себя все вопросы, которыми занимался ученый в то время.
В частности, Лурия подробно изучал переход ребенка от внешних способов опосредования к внутренним. Оказалось, что процесс опосредования произвольного запоминания проходит несколько этапов. Так, например, младшие дошкольники еще не могут использовать свой рисунок в качестве мнемотехнического средства, а старшие дошкольники уже способны применить свои рисунки в целях запоминания, однако не отражают в них характерных особенностей запоминаемого материала.
В младшем школьном возрасте изображения становятся более выразительными, в них выделяются типичные свойства запоминаемых объектов, что значительно повышает эффективность процесса запоминания. У подростков рисунок совершенно теряет свое значение средства, улучшающего произвольное запоминание, т.к. продуктивность его не зависит от того, используется ли прием с рисунком или нет. Основной вывод, который Лурия приводит в этой книге, заключается в том, что подобный путь развития — от внешнего опосредования к внутреннему — проходят и другие познавательные процессы. Александр Романович внес вклад в историческую психологию.