Im Jahr 1935 wechselte er in Nachfolge und mit Unterstützung von Eduard Norden und Werner Jaeger, einem Kollegen und persönlichen Freund, als Ordinarius für lateinische Literatur und Sprache an die Friedrich-Wilhelms-Universität zu Berlin und übernahm dort die Leitung des Instituts für Altertumskunde. In Berlin wurde er 1937, auf Empfehlung des Kirchenhistorikers Hans Lietzmann, Mitglied der Mittwochsgesellschaft, der unter anderem auch Generaloberst Ludwig Beck, der Physiker Werner Heisenberg, Finanzminister Johannes Popitz und der Pädagoge Eduard Spranger angehörten. Die Mittwochsgesellschaft war eine Gruppe liberal bis national-konservativer Wissenschaftler und Politiker, von denen einige im Widerstand aktiv wurden und deshalb nach dem 20. Juli 1944 hingerichtet wurden. 1937 wurde Stroux zusammen mit Schadewaldt und Schweitzer Mitherausgeber der von Jaeger und der "Gesellschaft für Antike Kultur" gegründeten und herausgegebenen Zeitschrift Die Antike, da dieser Deutschland verlassen musste und nach Amerika ging. Ebenfalls 1937 wurde er in die Preußische Akademie der Wissenschaften gewählt, wo er zunächst unter Hans Lietzmann und mit Eduard Norden in der "Kirchenväter-Kommission" arbeitete sowie im "Corpus inscriptionum Etruscarum", später leitete er auch das "Corpus inscriptionum Latinarum". Seine ersten Akademievorträge hatten den antiken Begriff des "Bellum Iustum" sowie einen Kommentar des Porphyrios zur Harmonielehre des Ptolemaios zum Thema.