Опыты П. Н. Лебедева принесли ему мировую славу и навеки вписали его имя в историю экспериментальной физики. В России он получил за эти опыты премию Академии наук и затем был избран в члены — корреспонденты академии. О том впечатлении, которое произвели опыты П. Н. Лебедева на ученый мир, говорят, например, слова прославленного английского физика лорда Кельвина, сказанные знаменитому русскому ученому К. А. Тимирязеву: «Вы, может быть, знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, и вот ваш Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».
Однако П. Н. Лебедев не считал работу законченной. Для космических явлений основное значение имеет не давление на твердые тела, а давление на разреженные газы, состоящие из изолированных молекул. Стоявшая перед П. Н. Лебедевым экспериментальная задача была на этот раз еще более трудной, чем прежняя, и попытки решить ее длились десять лет. Но и на этот раз экспериментальное искусство П. Н. Лебедева преодолело все трудности. Новые опыты П. Н. Лебедева, опубликованные в 1910 году, были встречены мировой физической общественностью с восторгом. Британский Королевский институт избрал П. Н. Лебедева своим почетным членом. Блестящий физик — экспериментатор В. Вин в письме русскому физику В. А. Михельсону писал, что П. Н. Лебедев владел «искусством экспериментирования в такой мере, как едва ли кто другой в наше время».
На этом закончилась работа П. Н. Лебедева по световому давлению. Преждевременная смерть ученого прервала ее.
В Московском университете П. Н. Лебедев главное внимание уделял исследовательской работе своих студентов и со — трудников. Его первая лекция начинающим студентам всегда содержала призыв сделаться исследователями, не боясь труд, ностей. Он впервые в России отважился организовать физическую лабораторию с относительно большим числом работающих сотрудников. В 1901 году у него работало только трое, в 1910 году число работающих достигло 28. Если принять во внимание, что все темы работ были даны и тщательно продуманы (вплоть до чертежей приборов) самим П. Н. Лебедевым, что лаборантов не было, механиками и стеклодувами были сами работающие, что средства лаборатории и оборудование были крайне ограниченными, что она помещалась в сыром подвале, то станет понятным огромное напряжение и энергия, требовавшиеся от П. Н. Лебедева для руководства этой лабораторией. Между тем из нее год за годом выходили отличные работы, во многих из которых чувствовалась мастерская рука учителя. П. Н. Лебедев стал пионером замечательного и для России совсем нового дела — большой коллективной исследовательской работы. Впоследствии, в 1911 году, в газетной статье «Русское общество и русские национальные лаборатории», помещенной в «Русских ведомостях», П. Н. Лебедев довольно подробно изложил свою точку зрения и доводы, говорящие о пользе и необходимости создания больших исследовательских лабораторий.
В 1911 году в знак протеста против действий министра просвещения П. Н. Лебедев подал в отставку, и вместе с ним из университета ушли его сотрудники, работавшие в его лаборатории. Было разрушено громадное дело. П. Н. Лебедевым тотчас же были получены приглашения от заграничных научных учреждений. В частности, директор физико — химической лаборатории Нобелевского института в Стокгольме профессор Аррениус писал ему: «Естественно, что для Нобелевского института было бы большой честью, если бы Вы пожелали там устроиться и работать, и мы, без сомнения, предоставили бы Вам все необходимые средства, чтобы Вы имели возможность дальше работать… Вы, разумеется, получили бы совершенно свободное положение, как это соответствует Вашему рангу в науке». Но П. Н. Лебедев отказался от всех этих предложений. Он остался на Родине и в крайне тяжелых условиях на частные средства, пользуясь общественной помощью, организовал новую физическую лабораторию. В Мертвом переулке в Москве был снят подвал, где в 1911 году в нескольких комнатах расположилась его лаборатория. Здесь он закончил свою последнюю экспериментальную работу.
Частными жертвователями были собраны средства на постройку нового физического института для П. Н. Лебедева по плану, составленному им самим. Институт этот, однако, был Достроен только в 1916 году, спустя четыре года после смерти П. Н. Лебедева. Это здание в настоящее время принадлежит Академии наук; в нем помещается Физический институт имени П. Н. Лебедева.
14 марта 1912 года П. Н. Лебедева не стало. Он умер в 46 лет и был похоронен на Алексеевском кладбище. В 1935 году в связи с ликвидацией кладбища прах П. Н. Лебедева перенесен на Кладбище Новодевичьего монастыря.
На смерть П. Н. Лебедева откликнулся весь ученый мир. Было прислано много телеграмм и писем от выдающихся ученых, среди которых были Рентген, Нернст, Аррениус, Томсон, Варбург, Рубенс, Крукс, Кюри, Риги и другие.
В лице П. Н. Лебедева Россия потеряла не только великого ученого, но и замечательного организатора науки.