1942-1966 - заведующий лабораторией в Институте биохимии АН СССР.
<ref><small>С середины 40-х годов Норайр Мартиросович одним из первых начал изучение клеточных структур растительных клеток, в первую очередь хлоропластов. В его лаборатории были получены новые сведения о химическом составе хлоропластов и обнаружены многие ферменты, участвующие в различных биохимических процессах, в том числе не связанных непосредственно с фотосинтезом, что явилось основанием для создания им совершенно нового представления о хлоропластах как о полифункциональных структурах клетки. Эти результаты определили последующее направление не только его основной научной деятельности, но и дальнейшего исследовательского пути его учеников.</small></ref>
1949-1956 - заместитель директора Института биохимии АН СССР.