Prav tako je bil od leta 1929 direktor nevrokirurške klinike na radiološkem inštitutu Ljudskega komisariata za javno zdravje; leta 1934 je bil slednji preoblikoval v prvi na svetu nevrološki inštitut. Med drugo svetovno vojno, leta 1944, je Burdenko bil imenovan za predsednika Posebne državne komisije za Katinski pokol. Slednja je krivdo za poboj pripisala Nemcev, kljub temu da so v resnici Poljake pobili Sovjeti.