W 1929 w zastępstwie Fersmana wyjechała na konferencję naukową do Polski, w której już została.

W Polsce do 1944 W latach 1929–1932 pracowała w Państwowym Instytucie Geologicznym w Warszawie. W 1930 prowadziła badania geologiczne na terenie województw: kieleckiego i krakowskiego. Zofia Licharewa w 1931 złożyła oświadczenie, że chce zostać obywatelką polską i zrzeka się obywatelstwa ZSRR. Przedstawiła też dowody, że jest pochodzenia polskiego. Nadanie obywatelstwa polskiego potwierdził odpowiednim dokumentem Starosta Grodzki Południowo Warszawski M. B. Podhorodeński. Od 1933 mieszkała w Krakowie, gdzie współpracowała ze Studium Słowiańskim Uniwersytetu Jagiellońskiego. Była autorką następujących opracowań: „Myśl cerkiewna starożytnej Rusi”, „O ikonografii i ikonostasie”, „Malarstwo ruskie w kościołach polskich”, „Freski w Sandomierzu”, „Stare Grodno”, „Hagia Sophia w Konstantynopolu”, „Dzieje starowierstwa rosyjskiego”, „Starowierzy w Polsce”, „Ikonografia w Nowogrodzie” i „Średniowieczne bractwo św. Zofii w Krakowie”. W 1939 zajmowała się stosunkami polsko-francuskimi w Instytucie Badań Historycznych Uniwersytetu Jagiellońskiego. Od 1940 mieszkała w powiecie suwalskim w majątku Garbaś, położonym na północ od Jeziora Garbaś. Majątek Garbaś należał do rodziny Gałdziewiczów.