В круг интересов Заболоцкого все более входили философские проблемы естествознания. Он читал труды Платона, Григория Сковороды, Энгельса, Вернадского… В начале 1932 года познакомился с работами Циолковского, которые произвели на него неизгладимое впечатление. В письме к ученому и великому мечтателю писал: «…Ваши мысли о будущем Земли, человечества, животных и растений глубоко волнуют меня, и они очень близки мне. В моих ненапечатанных поэмах и стихах я, как мог, разрешал их».

В начале 30-х годов были написаны поэмы «Безумный волк», «Деревья», «Птицы», несохранившаяся поэма «Облака», стихотворения «Школа Жуков», «Венчание плодами», «Лодейников» – произведения, развивающие натурфилософскую концепцию, которая явно или косвенно служила основой и для более поздних стихотворений Заболоцкого о природе.

Публикация «Торжества Земледелия» в 1933 году вызвала новую волну травли поэта. Совсем недавно войдя в литературу, он уже оказался с клеймом поборника формализма и апологета чуждой идеологии. Составленная им новая, готовая к печати книга стихов (1933 г.) не смогла увидеть свет. Угрожающие политические обвинения в критических статьях и крушение надежд на сборник стихотворений все более убеждали поэта, что ему не дадут утвердиться в поэзии со своим собственным, оригинальным направлением. Эти обстоятельства породили у него разочарование и творческий спад во второй половине 1933-го, 1934, 1935 годах. Вот тут и пригодился жизненный принцип поэта: «Надо работать и бороться за самих себя. Сколько неудач еще впереди, сколько разочарований, сомнений! Но если в такие минуты человек поколеблется – его песня спета. Вера и упорство. Труд и честность…» И Николай Алексеевич продолжал трудиться. Средства к существованию давала начатая еще в 1927 году работа в детской литературе – в 30-х годах он сотрудничал в журналах «Еж» и «Чиж», писал стихи и прозу для детей. Наиболее известны его перевод-обработка для юношества поэмы Ш. Руставели «Витязь в тигровой шкуре» (в 50-х годах был сделан полный перевод поэмы), а также переложение книги Рабле «Гаргантюа и Пантагрюэль» и романа Шарля де Костера «Тиль Уленшпигель».

В январе 1930 года Николай Алексеевич женился на окончившей тот же педагогический институт, что и он, Кате Клыковой. В1932 году у них родился сын Никита, в 1937 – дочь Наташа. Постепенно положение Заболоцкого в литературных кругах Ленинграда укреплялось. С женой и детьми он жил в «писательской надстройке» на Канале Грибоедова, активно участвовал в общественной жизни писателей города. Такие стихотворения, как «Прощание», «Север», «Горийская симфония», «Седов», получили одобрительные отзывы в печати, в 1937 году вышла его книжка, включающая семнадцать стихотворений («Вторая книга»). На рабочем столе Заболоцкого лежали начатые поэтическое переложение древнерусской поэмы «Слово о полку Игореве» и своя поэма «Осада Козельска», стихотворения, переводы с грузинского… Но наступившее благополучие было обманчивым…

19 марта 1938 года Н.А. Заболоцкий был арестован и на шесть с половиной лет оторван от литературы, от семьи, от свободного человеческого существования. В качестве обвинительного материала в его «деле» фигурировали подписанные под пытками ложные показания двух ранее арестованных писателей и клеветническая обзорная рецензия-донос, определяющая творчество Заболоцкого как «активную контрреволюционную борьбу против советского строя». Несмотря на крайне жестокие допросы, он не признал себя виновным, не наклеветал ни на себя, ни на других интересующих следователей людей. До 1944 года он отбывал незаслуженное заключение в исправительно-трудовых лагерях на Дальнем Востоке и в Алтайском крае. С весны и до конца 1945 года, уже освободившись из заключения, он вместе с семьей жил в Караганде. Благодаря хлопотам его друга литературоведа Н. Л. Степанова и заступничеству влиятельных писателей (А. А. Фадеева, Н. С. Тихонова. И. Г. Эренбурга, С. Я. Маршака, П. И. Чагина и др.), в 1946 году Н. А. Заболоцкого восстановили в Союзе писателей, и разрешили жить в столице под негласным наблюдением соответствующих органов. (Документы из «дела» см. в кн.: Никита Заболоцкий. Жизнь Н.А.Заболоцкого. М., 1998; СПб. 2003.)