К 100-летию со дня смерти М. Ю. Лермонтова Герасимов задумал снять экранизацию драмы «Маскарад». На главные роли режиссер пригласил Николая Мордвинова и Тамару Макарову. Одного из персонажей – Неизвестного, Герасимов играл сам. Работали очень быстро: за три с половиной месяца картина была готова. Финальный монтаж заканчивали ночью 21 июня 1941 года. На следующий день должен был состояться показ. Однако просмотр отменили: началась Великая Отечественная война и о «Маскараде» забыли. На обратном пути в Ленинград режиссер попал под бомбежку.
«Еще не обстрелянные пассажиры выбегали из вагонов, не зная, как следует вести себя в подобных случаях. <…> Пассажиры выскакивали из вагонов, направляясь куда-то вправо. А там уже собралась толпа вокруг упавшего полусожжённого «Юнкерса». Молча смотрели люди на разбитую машину, вокруг которой ходили наши зенитчики <…> Это было первое и вследствие этого наиболее прямое и сильное впечатление от войны, шагнувшей прямо вглубь страны».
Сергей Герасимов «Жизнь, фильмы, споры»
Сергей Герасимов и Тамара Макарова решили не уезжать из города. Осенью 1941 года режиссер вместе с Михаилом Калатозовым задумали фильм о военном Ленинграде «Непобедимые». Снимали на улицах, в перерывах между бомбардировками и обстрелами. К весне 1942 года все материалы отсняли, а всю съемочную группу отвезли в Ташкент: там находились эвакуированные киностудии с оборудованием для монтажа. Фильм вышел на экраны в 1943 году. Сергей Герасимов приехал в Москву и вскоре снял вторую картину о войне – «Большая земля».
В 1944 году режиссер возглавил Центральную студию документальных фильмов. Он вспоминал: «Я получил совершенно неожиданно для себя должностное назначение <…> Опять надо было начинать все сначала, так как до этого дня я к документальной кинематографии относился как рядовой зритель». В феврале 1945 года Сергей Герасимов руководил съемками Ялтинской конференции, а в июле 1945 – Потсдамской. Режиссер снимал хронику в освобожденном Берлине, Вене и Праге.
Параллельно Герасимов стал преподавать во ВГИКе. Руководить мастерской помогала Тамара Макарова.
Осенью 1949 года Сергей Герасимов в составе советской делегации поехал в Китай на торжества по поводу провозглашения Китайской Народной Республики. Поездка затянулась на полтора года: режиссера попросили снять фильм о достижениях коммунизма «Освобожденный Китай». В 1952 году Герасимов вернулся в СССР и выпустил картину «Сельский врач» о деревенской жизни. Большую часть времени режиссер проводил в институте, мастерская во ВГИКе стала для него делом всей жизни.
В разное время у Герасимова учились Сергей Бондарчук, который позже снял оскароносный фильм «Война и мир», одна из самых известных актрис советского кино Людмила Гурченко, исполнитель главных ролей в фильмах «Высота», «Девчата», «Весна на Заречной улице» Николай Рыбников. Его студентами были и режиссер Кира Муратова, и актрисы Галина Польских, Алла Ларионова, Лариса Удовиченко.
«Нам во ВГИКе было можно то, что другим было нельзя. Например, на соседнем курсе Петрушевскую не разрешали снимать, а Герасимов разрешал – и никакой ректор ему был не указ. Нас мучил физрук, мы попросили Герасимова отменить нам физкультуру вообще, как предмет. И он отменил».
Сценарист Лариса Садилова об учебе в мастерской.
Сергей Герасимов выпустил во ВГИКе восемь курсов. С 1986 года институту присвоили имя режиссера.