В июле 1916 он пошел добровольцем в армию, участвовал в боевых действиях на Галицийском фронте, был ранен, контужен, получил солдатский Георгиевский крест и по состоянию здоровья демобилизован в декабре того же года.
В 1917-1923 годах Чижевский читает курсы лекций в Археологическом институте «История развития точных наук в древнем мире», «История археологических открытий» и в качестве вольнослушателя посещает лекции физико-математического факультета Московского университета по естественно-математическому отделению (1915-1919 годы), участвует в работе калужского «Общества по изучению природы». В 1918 в связи с переходом на новую орфографию он составляет учебник русского языка в соответствии с новыми правилами. В 1919 издаёт второй (и последний) сборник поэтических произведений «Тетрадь стихотворений», в который вошло около 300 стихов, написанных им в 1914-1918. В марте 1918 года он защитил в МГУ докторскую диссертацию, суть которой которая спустя 6 лет была оформлена в брошюру «Физические факторы исторического процесса».
В 1918 г. Чижевский начинает исследовать отдельные элементы возможного механизма солнечно-земных связей. На первое место он ставит проблемы ионизации воздуха. Так как надежд на работу в государственном учреждении не было, Чижевский решил устроить лабораторию дома на собственные весьма скудные средства. К концу 1919 получены первые научные результаты и в декабре в Калужском обществе по изучению природы прочитан доклад о результатах экспериментов.
С 1922 г. профессором Московского археологического института, он проходил практикум у выдающихся физиков, химиков, биологов и занимался биологическими исследованиями под руководством академика П.П. Лазарева, а в Институте биологической физики Наркомздрава СССР работал некоторое время с С.И. Вавиловым.
В начале 30-х годов Чижевский возглавил научно-исследовательскую станцию в птицесовхозе "Арженка" Тамбовской области и проводил опыты по влиянию аэроионификации на вес, рост и яйценоскость птицы. Опыты дали положительные результаты. Совнарком СССР принял постановление, в котором одобрялась широкая организация применения изобретения Чижевского.
Александр Леонидович является одним из основателей биофизики, новых направлений в науке - гелио- и космобиологии, космической эпидемиологии. Выдающимся открытием А.Л. Чижевского явилось установление системной организации движущейся крови, наличия в ней радиально-кольцевых структур, обусловленных электрическим взаимодействием ее элементов.
В 1931 г. постановлением Совнаркома была учреждена Центральная научно-исследовательская лаборатория ионификации, а Чижевский был назначен директором этой лаборатории. Одиннадцать последующих лет жизни Чижевского полностью связаны с деятельностью лаборатории. Чижевский установил благотворное влияние аэроионификации и на человеческий организм. Проводившиеся лечебные сеансы активизировали работоспособность пациентов, повышали сопротивляемость организма недугам, оказывали лечебное воздействие. Он впервые в мировой науке установил роль отрицательно заряженных ионов кислорода воздуха в обеспечении жизненных процессов и вслед за тем обосновал и предложил лечебные и профилактические мероприятия с использованием ионизации воздуха. Им было экспериментально установлено, что направленный поток аэроионов осаждает пыль и микроорганизмы из воздуха и тем самым очищает его. Эти исследования открыли возможность очистки воздуха помещений от тех или иных вредных загрязнений. Попутно А.Л. Чижевский открыл простой способ получения высокодисперсных и ионизированных паров воды, лекарственных растворов и тонкой пыли твердых веществ, заложив основы, с одной стороны, электроаэрозольтерапии, а с другой - электронно-ионной технологии (в частности, электроокраски, электронанесения антикоррозионных покрытий и т.д.).
В 1942 году его арестовали. Восемь лет провёл в лагерях и был выпущен только в 1950 на поселение в Караганду. До 1958 проживал там, пока не был реабилитирован. Работал на Урале и в Казахстане. Продолжал исследования по аэроионизации, успешно осуществил её в ряде угольных шахт Карагандинского бассейна, а по возвращении в Москву внедрил метод аэроионотерапии в ряде медицинских учреждений, основал Научно-исследовательскую лабораторию по ионизации и кондиционированию воздуха - НИЛ «Союзсантехника». После возвращения в Москву и до самой своей смерти являлся научным консультантом и руководителем лаборатории «Союзсантехника».
Александр Леонидович был избран почетным и действительным членом более 30 научных обществ и академий различных стран Европы, Америки и Азии.
А.Л. Чижевский умер 20 декабря 1964 г.