Для сбора исходного сортового материала с целью селекции ВИР провел несколько сот экспедиций в страны пяти континентов земного шара и по СССР.
Был организован широкий обмен сортообразцами со многими зарубежными научными учреждениями. В результате двадцатилетней работы коллектива ученых ВИР под руководством Н. И. Вавилова удалось открыть столько же новых видов, сколько их было открыто за два предшествующих века. Установлено, что СССР — родина многих важных культурных растений: мягкой пшеницы, ржи, гороха, вики, клевера, люцерны, льна, большого числа плодовых. Наша страна обладает лучшими в мире зимостойкими и засухоустойчивыми сортами мягкой пшеницы, высококачественными сортами твердой пшеницы, а также высокомасличными сортами подсолнечника.
Экспедиционные обследования выявили много ценного для селекции материала в различных странах Европы, Азии, Африки и Америки. В Западной Европе были собраны высокопродуктивные селекционные сорта зерновых культур, свеклы, картофеля, овощных и плодовых растений. Из стран Средиземноморья были получены крупносемянные сорта льна и зерновых бобовых культур, высокопродуктивные сорта твердой пшеницы, виды английской и польской пшеницы, из Эфиопии — ценные формы твердой пшеницы, белосемянный лен, абиссинский овес, из Тропической и Южной Африки — ценные формы сорго, суданской травы, клещевины, арахиса и риса. Засухоустойчивые формы ячменя, полуозимые формы льна, большое разнообразие нута, а также превосходные сорта дынь найдены в странах Малой Азии. В Китае обнаружено очень много устойчивых к полеганию форм мягкой пшеницы и ячменя с коротким прочным стеблем, ценные формы сои, проса, конопли, бобов, большое количество овощных, плодовых, тропических и субтропических растений.
Из Индии получены неполегающие короткостебельные с шаровидным зерном формы пшеницы Triticum sphaerococcum. Листья у них направлены вверх, благодаря чему возможны значительно более густые посевы. Шаровидное зерно этих пшениц дает высокий выход муки и низкий процент отрубей, оно отличается большой стекловидностью и содержит много белка. Здесь же найдены древовидный хлопчатник, индийская конопля, мелкосеменной нут, кунжут, джут и много овощных растений. Из стран Южной Америки было получено большое количество ценнейших форм кукурузы, диких видов подсолнечника, обладающих устойчивостью ко всем известным в Европе болезням этой культуры. Здесь был обнаружен весь полиплоидный ряд видов картофеля. Некоторые дикие виды картофеля высокобелковые (до 6 % белка), есть очень холодостойкие, ботва которых выносит заморозки до 5—6 °С. Некоторые-из найденных диких н примитивных видов картофеля обладали комплексной устойчивостью к различным болезням и вредителям. В Перу обнаружили самый длинноволокнистый хлопчатник, много видов перца, дикий томат, крахмалистую кукурузу, новые виды арахиса, люцерны, все культурные виды тыквы. Из Южной Америки получены 56-хромосомные (тетраплоидные) виды хлопчатника, ценные виды табака, махорки, топинамбура, батата.
В результате огромной работы коллектива ученых ВИР в нашей стране создана мировая коллекция культурных растений, по разнообразию и общей численности собранных форм не имеющая себе равных в мире. Она включает весь основной генофонд возделываемых на земном шаре растений. В настоящее время в ней насчитывается более 350 тыс. образцов, представляющих более 1700 видов растений.
Мировая коллекция растений ежегодно пополняется новыми материалами и поддерживается путем посева в различных зонах страны. На Кубанской опытной станции ВИР построено национальное хранилище семян, рассчитанное на единовременное хранение 400 тыс. образцов, Благодаря созданию оптимальных режимов температуры и влажности воздуха срок хранения семян без пересева будет продлен до 30, а по ряду культур даже до 50 лет. ВИР имеет постоянную связь с зарубежными научными учреждениями 100 стран, обменивается с ними образцами посевного и посадочного материала. Научно-исследовательским учреждениям нашей страны ВИР ежегодно высылает около 100 тыс. образцов различных семян для использования их в селекции.
На основе мировой коллекции в нашей стране создано свыше 700 сортов различных сельскохозяйственных культур, в том числе более 300 районированных сортов полевых культур. Среди них большое число сортов пшеницы, ржи, ячменя и овса, высеваемых на площади более 50 млн. га.