В первые месяцы войны А.Р. Лурии было поручено организовать и обеспечить деятельность тылового восстановительного госпиталя нейрохирургического профиля. Он отправился на Южный Урал вместе с тридцатью научными сотрудниками, среди которых были известные нам Б.В. Зейгарник, А.В. Запорожец, С.Я. Рубинштейн, Э.С. Бейн, О.П. Кауфман. Главной целью работы данного госпиталя было восстановление утраченных или нарушенных психических функций, таких как речь, мышление, память, восприятие, из-за полученных боевых травм. Чаще всего причиной подобных случаев было нарушение в работе центральной и периферической нервной системы, что являлось и является по сей день одной из наименее изученной и наиболее сложной областью медицинской и психологической науки.

Изучая общую клиническую картину и динамику психической деятельности человека, ее отклонения от нормы, психологи, по его мнению, «должны были оказать нейрохирургу и невропатологу помощь в определении места и распространенности поражения». Особенно хочется подчеркнуть тот факт, что на данный момент в арсенале современных нейропсихологов имеется сложнейшее оборудование, позволяющее с большой точностью определить локализацию поражения того или иного участка головного мозга. Однако даже сейчас эта задача под силу только высококвалифицированным специалистам. В годы Великой Отечественной войны, когда медицинское оборудование не позволяло так точно определять локализацию поражения участка головного мозга, основным инструментом Александра Романовича были его знания, накопленный опыт, высокая наблюдательность и анализ: «В моем личном багаже был лишь небольшой запас практического опыта, приобретенного за пять или шесть лет работы в нейрологической и нейрохирургической клиниках, а также некоторый опыт экспериментального подхода к изучению поражений мозга».

Им были разработаны высокоэффективные методы локальной диагностики мозговых нарушений, а также комплексы упражнений и методики по тренировке и восстановлению нарушенных психических функций, частично или полностью, настолько, насколько это было возможно. Одной из них является методика трудотерапии, после которой восстанавливались многие раненые с пораженной нервной системой.

Осенью 1944 года Лурия возвратился в Москву. В декабре он стал сотрудником Института нейрохирургии АМН СССР им. Н.Н. Бурденко. С 1945 года работал профессором в Московском государственном университете и преподавал общую психологию на кафедре философского факультета, а затем возглавил кафедру нейро- и патопсихологии факультета психологии МГУ. Несмотря на все трудности, которые пришлось преодолевать психологам в годы войны, Александр Романович говорит о наличии достижений и ценности накопленного опыта, ещё раз подтверждая мнение знавших его людей о том, что основными его качествами были энтузиазм, редкая работоспособность и доброта, которые помогли ему и его коллегам даже в самые тёмные времена проливать свет научных знаний.

«В этот трагический для страны период мы имели возможность — вследствие большого числа мозговых ранений — углубить наше понимание мозга и мозговой организации психических процессов. Именно во время войны и ближайший послевоенный период нейропсихология превратилась в самостоятельную отрасль психологической науки».