Они прожили в Англии около года. В Мертоне и в опытном хозяйстве Кембриджского университета Вавилов высадил образцы пшеницы, овса, ячменя, подвергшиеся иммунным испытаниям в 1911—1912 годах. Его интересовала устойчивость растений к заболеваниям в изменившихся, более благоприятных для произрастания условиях. Результаты своих трёхлетних исследований Вавилов опубликовал (на английском языке, русская публикация состоялась позже) в научном издании Бейтсона «Генетический журнал».
Человек темпераментный, быстро загорающийся, рядом с таким выдающимся учёным, как Бейтсон, Вавилов не мог не увлечься генетикой. Из Мертона Николай Иванович часто выезжал в Кембридж, чтобы поучаствовать в заседаниях Линнеевского общества, где был не гостем, а полноправным участником дискуссий.
Закончив работу в Англии, Вавилов с супругой отправился во Францию – в компанию Вильморенов, где некоторое время изучал французское семеноводство. Но его тянуло дальше – в Йену, в Германию, где ему предстояло знакомство с самим Эрнстом Геккелем, основателем современной экологии.
Горячий и последовательный сторонник Дарвина, всемирно известный учёный, Эрнст Геккель был уже глубоким стариком – в феврале 1914 года он отметил 80-летний юбилей. Тем показательней приём, оказанный Геккелем никому неизвестному русскому. Вавилов получил доступ в лабораторию Геккеля и мог общаться с самим стариком.
Автор множества открытий в области зоологии, общей биологии, ботаники, естествоиспытатель и философ, Эрнст Геккель моментально оценил потенциал Вавилова. И дело шло к многолетнему плодотворному сотрудничеству, но… Но спустя всего пару месяцев Вавиловы вынуждены были покинуть Германию и, в буквальном смысле, бежать из страны. Началась Мировая война…
Это был тревожный и полный опасности исход. Как русский подданный, Вавилов рисковал оказаться интернированным. Геккель помог ему выбраться за пределы страны. И далее, еще через мирную Европу, которая спустя несколько недель полыхнёт общим смертоносным пожаром, супруги добрались до Москвы.
Для них начиналась новая жизнь. Вскоре по возвращению в Россию, Вавилов получил повестку. Заключение медицинской комиссии было недвусмысленным – к строевой службе не годен. Ещё в детстве Николай Иванович получил травму глаза, залечить последствия которой так и не удалось.