Ya en estos años mostró su interés por la experimentación y la investigación. A principios de la década de 1930, fundó la empresa Investigaciones de la Construcción S. A., ICON , que bajo su dirección se especializó en el ensayo de modelos como método de análisis del conportamiento estructural. Ello le permitió lanzarse a la realización de importantes estructuras laminares en unos momentos en los que no existían métodos fiables de cálculo de estas estructuras. Fueron famosos los modelos de las cubiertas del Mercado de Algeciras y del Frontón Recoletos, ambos a escala 1:10 y realizados en microhormigón. En 1934 fundó el Instituto Técnico de la Construcción y Edificación, junto a un pequeño grupo de ingenieros y arquitectos entre los que se encontraban José Mª. Aguirre, Alfonso Peña Boeuf, Modesto López Otero, Manuel Sánchez Arcas, Gaspar Blein y José Ángel Petrirena. El Itce fue la primera organización creada en España por particulares con la ambiciosa finalidad de impulsar la investigación, lapromoción y ladivulgación de todos aquellos temas relacionados con la construcción, tanto civil como arquitectónica. La creación de este Instituto vino a suplir una carencia en los centros de investigación de la construcción en general, ya que el único existente en aquella época era el Laboratorio Central de Ensayos de Materiales de Construcción, adscrito al Ministerio de Obras Públicas a través de la Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, creado en 1898 y dedicado a la investigación orientada a las obras civiles. El Itce vino, por tanto, a cubrir el hueco existente en relación con las obras de edificación, en estrecho contacto con los profesionales y la industria de la construcción. Es también en esta época cundo Eduardo Torroja funda, con Enrique García Reyes, la revista Hormigón y Acero, difundiendo a través de ella el conocimiento técnico y científico, tanto nacional como internacional, de los avances que se están alcanzando sobre nuevos materiales, sistemas de producción y puesta en obra, métodos de cálculo y ensayo, así como su aplicación en diferentes proyectos y obras de actualidad.
Tras el paréntesis de la guerra civil, Eduardo Torroja centra su actividad como proyectista en la reconstrucción de diversas obras públicas, y se interesa por las posibilidades de las estructuras metálicas electrosoldadas. Incursiona, por primera vez en España, en las posibilidades de las estructuras mixtas de hormigón-acero, siendo ejemplos significativos los puentes de Tordera (1940), Posadas (1940) y Muga (1941). Su obra más importante en estos años es la construcción del gran arco central del Viaducto Martín Gil, sobre el embalse del Esla (1941), que, con sus 209 m de luz, fue record mundial durante varios años.
En 1939, a propuesta del Claustro de Profesores de la Escuela Especial de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid, Eduardo Torroja Miret es nombrado profesor de la asignatura de “Cálculo de Estructuras”. A partir de este momento, su dedicación a la docencia universitaria le acompañará hasta su muerte. A lo largo de los años, Eduardo Torroja Miret impartió diferentes asignaturas en la Escuela; Resistencia de Materiales y Elasticidad, Fundamentos de Cálculo y Ejecución de Obras de Hormigón Armado y Pretensado, Cálculo de Estructuras y Tipología Estructural.
Pero su dedicación más querida fue la comenzada con la creación, en 1934, del Instituto Técnico de la Construcción y Edificación . Este centro privado, presidido inicialmente por Modesto López Otero con Eduardo Torroja como Secretario, y que se financiaba en sus comienzos con las cuotas de sus socios, pasó, en 1939, a integrarse como “centro adherido” al recién creado Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC, con un cierto apoyo económico Comenzó a publicar los Anales del Instituto, pero en esos años no se mostró especialmente activo, pues las ocupaciones de Torroja eran múltiples: a la docencia en la Escuela se habían añadido las derivadas de su nombramiento, en 1941, como Director del Laboratorio Central de Ensayos de Materiales de Construcción, y seguía dedicando una parte importante de su actividad personal a su oficina de proyectos. En cualquier caso, sus actividades científicas e investigadoras le llevaron a ser propuesto, como su padre y sus hermanos Antonio y José María, miembro de número de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Leyó su discurso de ingreso en 1944.
La situación cambió cuando, en 1945, terminada la II Guerra Mundial, comenzó a generarse el sentimiento de unión europeo y a concretarse la necesidad de poner en común los desarrollos tecnológicos e impulsar y coordinar los esfuerzos en investigación y experimentación en un sector económico, como el de la construcción, que se había convertido en fundamental para la reconstrucción física de la Europa devastada por la guerra. Torroja ve la oportunidad de integrar a España a este movimiento europeo, y decide basarse para ello en el Instituto. Sus gestores aceptan, en 1946, el ofrecimiento del Patronato Juan de la Cierva, organismo del CSIC que englobaba a centros de investigación técnica y aplicada, para integrar en él de pleno derecho al Instituto. En 1948 se aprueban definitivamente los estatutos del nuevo centro, con el nombre de Instituto Técnico de la Construcción, y poco después, por fusión con el del Cemento, Instituto Técnico de la Construcción y del Cemento , Itcc, estatutos que admiten que la gestión del centro esté en manos de un Consejo de Administración con presencia de profesionales y representantes de la industria de la construcción, de la que puede recibir apoyos económicos. Por otra parte, Torroja acepta el nombramiento de Director del nuevo centro.