他进入苏联科学院古生物研究所（今）就读，并在毕业后留所从事研究工作。后来在1956至1962年间，马列夫更担任该研究所之副所长。
研究生涯.虽然马列夫一开始的硕士论文是以哺乳动物为主题，但他的研究重点主要是在古生物学以及现生的爬行动物上。古生物学方面，他曾参与苏联前往蒙古的古生物学考察队，并在1950年代发表过数个当地发现的恐龙，其中包含篮尾龙（1952年发表）、镰刀龙（1954年发表，当时马列夫将镰刀龙误判为某种类似龟的爬行动物）、特暴龙（1955年发表）等现今依旧被视为有效的着