Его произвели в комбриги высокое для химика военное звание, эквивалентное званию генерал-майора. В период массовых репрессий 1937-38-го годов были арестованы и убиты очень многие кадровые военные в званиях от майора и выше, погибли многие сослуживцы и друзья Белоусова. Его не арестовали, может быть, потому, что еще в 35-м он ушел из армии в долгосрочный отпуск, а после 1938 г. в отставку?

Борис Павлович стал работать в секретном медицинском институте, где занимались, в основном, токсикологией. Сначала был заведующим лабораторией. Потом спохватились, что нет университетского диплома, и перевели на должность старшего лаборанта, не освободив от обязанностей заведующего лабораторией. По многим качествам он оставался военным человеком. Раздражала новая среда, сложные взаимоотношения, с эмоциями, чувствами, обидами. Характер у него всегда был непростой, а с годами стал совсем сложный.

Директор института, тем не менее, понимал, с кем имеет дело. Сейчас этого не постичь, но тогда все главные, и не очень главные, бумаги имели подпись Сталина. Синим толстым карандашом. На это же имя было написано письмо о том, что в секретном нашем учреждении работает заслуженный человек, зарплата у него низкая, как у старшего лаборанта, поскольку не имеет диплома о высшем образовании, а на самом деле он заведует лабораторией. На этом письме Сталин начертал: "Платить, как заведующему лабораторией, доктору наук, пока занимает должность". Толстым синим карандашом. Недруги примолкли: сам Сталин велит платить. Длилось это, правда, недолго, Сталин вскоре умер. В эти годы главной стала лучевая проблема, противолучевые средства. У Белоусова были замечательные открытия в области противолучевых препаратов.

В это время в биохимии были открыты циклические реакции: одно вещество превращается во второе, второе в третье, третье в четвертое, потом в пятое, а из него образуется опять первое. Борис Павлович подумал, что это замечательная вещь и надо ее исследовать, что хорошо бы сделать химическую аналогию биохимических циклов.

Вот тут-то и начинается "химия детства". Это только "живой" химик может сразу придумать. Вспомнить, что в 1905 году он брал бертоллетову соль, что ее аналог KBrO3: там хлор, а тут бром. Можно устроить реакцию, в которой исходный компонент цикла Кребса лимонная кислота будет окисляться этим аналогом бертоллетовой соли. Бром окрашен, поэтому он будет виден, когда выделится в ходе реакции. Это была удача.

Чтобы ускорить реакцию, Борис Павлович добавил в раствор каталитические количества соли церия. Церий элемент переменной валентности, он катализирует окисление, переходя из четырех в трехвалентное состояние. В растворе, в довольно концентрированной серной кислоте, сначала действительно появилась желтая окраска, но потом почему-то исчезла и вдруг возникла снова, а потом опять исчезла . Так была открыта колебательная химическая реакция в растворе. (А желтый цвет, как позднее показал Жаботинский, не от брома, а от церия).