В Ботаническом институте им. В. Л. Комарова (БИН) АН СССР в г. Ленинграде она проработала 18 лет до выхода на пенсию. Из автобиографии С. Г., которая хранится в ее личном деле в архиве БИН, выяснилось,что в сентябре 1946 г. С. Г. была принята в докторантуру Отдела систематики и географии растений Ботанического института, которым руководил тогда член-корреспондент АН СССР Б. К. Шишкин. Ученая степень кандидата биологических наук была присуждена ей в 1936 г. по совокупности работ решением президиума АН СССР. Тема ее докторской диссертации называлась «Предки и потомки семейства зонтичных». С. Г. сама переводила работы по зонтичным с немецкого,французского, английского и итальянского языков. У нее был накоплен большой материал для диссертации, но диссертацию она так и не оформила, как она пишет в личном деле, «из-за смерти мужа и болезни матери».

В 1950 г. после окончания срока докторантуры С. Г. продолжила свою работу в БИН и занималась обработкой ряда семейств для «Флоры СССР» и «Флоры Кавказа».С 1952 по 1954 г. С. Г. работала в должности младшего научного сотрудника в Отделе растительные ресурсы, которым руководил М. М. Ильин. Там она была занята составлением списка растений для второго тома издания «Полезные растения СССР». Биография С. Г. Тамамшян подробно изложена в статье Э. Ц. Габриэлян и М. Г. Пименова (1987) «Памяти Софьи Георгиевны Тамамшян», где приводится список ее работ до 1973 г. С. Г. предлагает некоторым сотрудникам ряд плановых тем. Н. П. Кирьялов по её совету занимается исследованием состава эфирных масел в плодах и корнях рода Ферула. Совместно с Г. А. Денисовой она изучает морфологию зародышей и проростков у двух видов зонтичных исоветует Г. А. обратить внимание на секреторные вместилища в плодах зонтичных.В дальнейшем Г. А. Денисова продолжила работу не только по секреторным вместилищам в плодах зонтичных.Изданная Г. А. книга под названием«Терпеноидсодержащие структуры растений» (Денисова, 1989), которая легла в основу так и не защищенной ею докторской диссертации, посвящена исследованию секреторных образований у растений из различных семейств, синтезирующих терпеноиды.В мае 1954 г. С. Г. становится старшим научным сотрудником Отдела систематики и географии растений. Она продолжает активно работать в кавказском секторе Гербария, куратором которого был тогда Ан. А. Федоров. В том же году С. Г. возглавляет экспедицию в Закавказье по пряно-ароматическим растениям для Всесоюзного научно-исследовательского института морского рыбоведения и океанографии.Привезенный большой материал по пряным растениям позволил ей написать(совместно с Г. А. Денисовой и И. С. Кожиной) основную главу в книге «Пряно-ароматические растения СССР» (1963). По словам С. Г., Ан. А. Федоров был ее другом еще с тех времен, когда они оба работали в Ботаническом институте г. Еревана.При первом знакомстве с С. Г. я была очарована ее красотой. В свои неполные 60 лет она притягивала к себе внимание пронзительным взглядом огромных карих глаз. Рабочее место С. Г. было в кавказском секторе Гербария. Там она занималась изучением растений двух семейств: зонтичных и сложноцветных. Внутреннее строение плодов у представителей этих семейств было объектом ее постоянного внимания.