В этот период на кафедре работали доценты Е. М. Харитончик (заведующий лабораторией), И. Ф. Карнаухов, Б. Г. Тявкин, Б. Г. Косарев, И. П. Лисиченко, Т. И. Седов. С 1933 г. доценты Б. Г. Тявкин, И. Ф. Карнаухов, Е. М. Харитончик и позднее – В. П. Косарев были направлены ЦК КПСС на работу по совместительству в Высший коммунистический университет им. Я. М. Свердлова, доцент Г. И. Трубников работал в этом университете заместителем заведующего кафедрой механизации сельского хозяйства и одновременно был руководителем курса «Тракторы и автомобили».
В течение 1934—1937 годов были проведены большие работы по капитальному восстановлению и перестройке здания кафедры после пожара. При этом были построены изолированные учебные кабинеты и лаборатории, установлено центральное отопление, увеличена высота здания и проведены другие работы по благоустройству помещений.
Были развернуты большие работы по пополнению кафедры учебным оборудованием, в том числе по новой технике, осваиваемой тракторными заводами (дизельные двигатели и др.) и изготовлению учебных разрезов двигателей, тракторов и автомобилей, карбюраторов, приборов электрооборудования в мастерской кафедры.
Было налажено производство ряда приборов, разработанных на кафедре (магнитометров, фазометров, аккумуляторных нагрузочных вилок и др.), выполняемых по заказам сельскохозяйственных вузов, техникумов, МСХ СССР, Сельхозснаба и других организаций. Объем хозрасчетной деятельности кафедры в этот период достиг 1,0 – 1,5 млн рублей. Это в значительной степени обеспечило приобретение и изготовление учебного оборудования для нужд кафедры.
Неуклонно расширялся объем выполняемых кафедрой научно-исследовательских работ. В том числе было создано и исследовано двухискровое магнето для двигателя трактора ЧТЗ, работающего на керосине (Б. Г. Тявкин, П. Е. Новиков), исследованы антидетонационные камеры сжатия для двигателей СХТЗ и СТЗ-НАТИ и др.
Продолжалось совершенствование учебного процесса и методических материалов. В планы и в программу дисциплины были введены изучение автомобилей, тракторных дизелей и их топливной аппаратуры и организована подготовка студентов к сдаче экзаменов на получение водительских прав. На кафедре также были организованы занятия по изучению новых видов автотракторной техники и повышению квалификации для механиков и инженеров МТС и совхозов.