En 1930, Pío del Río Hortega vuelve a hacer otra gira por tierras hispanoamericanas: esta vez su viaje estará dirigido a México y Cuba. En el país azteca recibió un merecido homenaje, siendo además nombrado Profesor Extraordinario de la Facultad de Medicina de México DF. En esta ciudad volvió a encontrarse con el profesor Tomás G. Perrín, amigo y condiscípulo en sus años de Valladolid. Un mes después, desarrolló un curso en la Cátedra de Histología de la Universidad Nacional mexicana.
Acabado éste, se traslada a la isla de Cuba, visitando varias instalaciones hospitalarias (allí llamadas Quintas o Casas de Salud). La revista "Castilla Cultural" (1-IX-1930) recogió las impresiones de nuestro doctor, a quien le llamó la atención la falta de protección y beneficencia para las mujeres y los niños. Se sintió impresionado por su encuentro con la colonia vallisoletana, ya que
"no suponía que había tantos vallisoletanos en La Habana ni que se desenvolvieran tan espléndidamente". Así, la Unión Vallisoletana de La Habana le ofreció un buen homenaje, haciéndole solemne entrega del título de Presidente de Honor de la Unión Vallisoletana de Cuba.
A su regreso a España, Del Río Hortega recibe una invitación para viajar a Alemania; la realizará a comienzos del año 1931. El viaje quedaba bajo el patronazgo de los Institutos de Neurología y Patología de la Universidad de Munich, dirigidos por los doctores Spielmeyer y Borst, figuras ambas de prestigio internacional. Don Pío leyó allí sus conferencias en alemán, pasando después a Berlín, Friburgo y Heidelberg. La primera de sus conferencias en Munich versó sobre la microglía y se desarrolló en el Instituto de Patología; mientras que la segunda, dedicada a la oligodendroglía, se expuso en el Instituto de Anatomía. Además de aquellas ponencias, Del Río Hortega llevó a cabo demostraciones de técnica histológica, sobre todo de los métodos del carbonato de plata. Como es bien sabido, tras el estudio de las preparaciones se llevaba a cabo una discusión de los resultados, lo que daba con frecuencia origen a coloquios y discusiones animadas, resaltando la mantenida con el Dr. Spatz por su viveza y duración. Las disertaciones que el portillano pronunció en Berlín tuvieron lugar en la Asociación de Médicos y en el Instituto de Patología.
Terminados ya sus quehaceres en Alemania, Don Pío estuvo varios días en París, visitando el Instituto de Cancerología que lideraba el doctor Roussy; allí dedicó especial atención al departamento de cultivo de tejidos, preocupación relevante en el pensamiento científico de nuestro doctor. Ya en España, fue homenajeado en Madrid y Valladolid.
...Y así estaban las cosas cuando llegó la Segunda República. El socialista y prestigioso médico Marcelino Pascua, Director General de Sanidad (y oriundo también de tierras vallisoletanas) destituyó al Dr. José Goyanes del Instituto Nacional de Cáncer, posiblemente por su dudosa adhesión al nuevo régimen. Del Río Hortega, que tenía el cargo de Subdirector de esta institución científica, se hizo cargo provisionalmente de la dirección del centro. Por lo demás, su creciente prestigio motivó que fuese nombrado Vocal de la Junta de Relaciones Culturales del Ministerio del Estado, siendo designado también Miembro Honorario de la Sociedad de Neurología de París. Don Pío hizo públicos sus puntos de vista personales sobre la enseñanza universitaria a través de un artículo periodístico publicado en "El Sol". Los criterios progresistas expuestos en dicho artículo le buscaron no pocos enemigos, ya que Del Río Hortega denunciaba sin concesiones el inmovilismo académico.
Ya en la primavera del 32, la Dirección General de Sanidad sacó a Concurso de Méritos la plaza de Director del Instituto Nacional del Cáncer para cubrirla en propiedad. El único candidato a la misma fue Don Pío. Entre los ejercicios a realizar se estableció uno de carácter práctico. Del Río Hortega diagnosticó una de las preparaciones (como correspondiente a un caso de enfermedad de Gauchet) pero se permitió señalar al tribunal la deficiente realización del preparado objeto de examen, con defectos de tinción y montaje. Estas manifestaciones del opositor ocasionaron gran incomodidad al tribunal, dado que la preparación objeto de la crítica había sido preparada personalmente por el Presidente del mismo. Pero nada de esto impidó que Don Pío alcanzase por sus méritos el puesto de Director del Instituto Nacional del Cáncer.
En otro orden de cosas, por aquellas fechas fue publicado el libro del neurocirujano Wilder Penfield "Cytology and Pathology of Nervous System". En esta extensa y renombrada obra figura Don Pío como autor de dos capítulos, dedicados a la microglía y a la glándula pineal. Su participación en un libro científico de tal categoría supone la confirmación internacional de sus investigaciones. Además, Del Río Hortega expuso a la crítica del público un innovador trabajo (magníficamente ilustrado y muy extenso) que llevó por título Estructura y Sistematización de los gliomas, difundido por la revista "Archivos Españoles de Oncología".
Ya en el 1933, nuestro doctor pronuncia conferencias en Santander, Madrid y Zaragoza sobre el sistema nervioso, sin descuidar nunca su actividad investigadora. En octubre de aquel año, tuvo lugar en Madrid un importantísimo acontecimiento para el ambiente científico español: el Primer Congreso Internacional de Lucha contra el Cáncer, cuya solemne sesión de apertura fue presidida por Niceto Alcalá Zamora (Presidente de la República), Leandro Pita Romero (Ministro de la Guerra), Cardenal (Presidente del Congreso), Pedro Rico López (Alcalde de Madrid) y el embajador de Argentina, entre otras personalidades de la política. Del Río Hortega expuso su ponencia "Anatomía Microscópica de los Tumores del Sistema Nervioso Central y Periférico", en el que se precisan las ideas y conceptos fundamentales de la patología tumoral del sistema nervioso. Este Congreso supone (indudablemente) un gran éxito personal para Don Pío y su grupo de discípulos, pese a que algunos de los puntos de aquella ponencia fueran duramente objetados en posteriores discusiones. Pío del Río Hortega se consolidaba como una de las figuras más señeras a nivel mundial en el campo de la neurohistología y neuropatología. En reconocimiento a sus méritos científicos, el Gobierno republicano le nombra Consejero de Sanidad. Por si fuera poco, vuelve a ser propuesto para recibir el Premio Nobel, pero la Real Academia de Medicina no le presta su apoyo...
A lo largo de 1934, nuestro biografiado va a cosechar diferentes galardones y honores, ratificando así su posición de relieve: Caballero de la Legión de Honor, Miembro de Honor de la Sociedad de Anatomía Normal y Patológica de Buenos Aires, Miembro de Honor de la Real Sociedad de Médicos de Budapest y de varias sociedades médicas europeas y estadounidenses...
Pero Pío del Río Hortega tendría que padecer el desagradable suceso que vamos a relatar a continuación. Resulta que, al producirse el fallecimiento de Ramón y Cajal y quedar vacío su sillón en la Real Academia de Medicina, Don Pío presentó su prestigioso currículum para ocupar dicha vacante. Su petición es avalada por Lafora, Marañón, Jiménez Díaz y otros profesionales de indudable talla, pero aquella misma plaza fue también solicitada por el Dr. Villaverde, conocido de Don Pío en los años de la Facultad de Medicina vallisoletana. Era Villaverde un médico de trayectoria muy reducida, siendo un completo desconocido a escala internacional. La mayoría de los miembros de la Academia, por su parte, eran personas de edad provecta y adictos a los partidos derechistas y monárquicos. Es fácil deducir que, dada la orientación política que Del Río Hortega había tomado en aquello años, fuera nulo el interés de los académicos en reconocer su grandísima valía y tenerle como colega en la institución.
Así que, celebrada la votación, salió nominado el Dr. Villaverde para ocupar el puesto de Cajal. Esta injusta decisión provocó el estupor de la opinión pública, y los intelectuales de la Medicina española no tardaron en hacer oír sus propuestas. Según parece, los académicos ni se molestaron en leer la documentación que presentó Del Río Hortega, siendo una muy significativa muestra de desprecio a toda una personalidad cienítica.
En un intento de exaltar la figura de Don Pío (y para compensarle por tan lamentable jugarreta) se organizó un multitudinario homenaje a su persona, con un banquete en el Hotel Ritz. Al convite asistieron Federico García Lorca, Gustavo Pittaluga, Fernando de los Ríos, Marcelino Pascua, Luis Araquistain, Juan Negrín, Ramón Gómez de la Serna... Tomaron la palabra, entre otros, los señores Valle Inclán, Azorín, Hernando, Marañón y Jiménez Díaz. Éste último afirmó que Pío del Río Hortega acabaría por tener un merecido puesto de honor en la actividad científica española.
Pese a todos estos avatares, nuestro doctor continúa con su quehacer científico. Sigue recibiendo a eminentes médicos extranjeros en su laboratorio (alemanes, ingleses, estadounidenses y canadienses), al tiempo que obtiene un nuevo honor: la estadounidense National Geographic Societ y la Sociedad de Biología de Nueva York le nombran Miembro honorario.
En julio de 1936, como es bien sabido, se inicia la Guerra Civil española, que asolará al país tanto intelectual como materialmente. En septiembre de aquel año tuvo lugar en Bruselas el III Congreso Internacional de Lucha contra el Cáncer. Dado el cargo que desempeñaba Don Pío en la Comisión Internacional contra el Cáncer, era inexcusable su presencia en aquel acontecimiento. Ya en dicho Congreso, el Comité Ejecutivo de la Unión Internacional comisionó a Del Río Hortega para colaborar en la preparación de un Atlas Diagnóstico sobre los tumores del sistema nervioso.
Terminado el Congreso de Bruselas, y tras pasar unos días en el Colegio Español de París, Don Pío regresa a Madrid, pese a que la ciudad parece próxima a ser tomada por las tropas de Franco. El Instituto Nacional del Cáncer (situado en las cercanías del Hospital Clínico) se halla muy cerca de la primera línea de fuego, quedando destrozado en casi su totalidad. El valioso material científico del Instituto corría riesgo inminente de destrucción. Por suerte, un íntimo amigo de Don Pío llamado Nicolás Gómez del Moral pudo salvar aquel material, ligado a tantos años de trabajo y esfuerzo. Poco después, el propio Del Río Hortega iría allí en busca de unas cajas de Radio compradas en el extranjero. No le quedó más remedio que ponerse el uniforme de miliciano sobre su impecable traje de corte inglés y dirigirse al Instituto en una tanqueta, bajo la protección de las milicias republicanas. Ya con el Radio en su poder, se encaminó al Banco de España, dejando en su depósito aquel preciado material.
La llegada del mes de noviembre supone la salida de Madrid de Pío del Río Hortega, que abandona la ciudad junto a otros intelectuales destacados. Todos ellos fueron homenajeados por el Quinto Regimiento comunista, que les ofreció un banquete de despedida. La mayoría de las personalidades evacuadas de Madrid fueron alojadas en la Casa de la Cultura de Valencia, ciudad ésta que había sido declarada capital de la República. Don Pío firmará en lugar preeminente un llamamiento que hacen los hombres de las Artes y las Ciencias a los intelectuales del mundo sobre los bombardeos que tienen lugar en Madrid...
En la Casa de la Cultura se instalaron distintos laboratorios, pero Del Río Hortega, aprovechando que su antiguo colaborador Luis Urtubey es Catedrático de Histología y Anatomía Patológica en la Facultad de Medicina valenciana, pasó a trabajar con éste en aquel edificio. Allí le acompañaron los ayudantes de Urtubey, los Drs. Alcover y Campos.
A comienzos de 1937, Don Pío pide permiso al Ministerio de Instrucción Pública y Bellas Artes (cuyo titular era el comunista Jesús Hernández) para realizar una serie de labores científicas en París. Su desplazamiento es autorizado por el Ministro, y al poco de llegar a la capital francesa asiste a la Conferencia Internacional de Ayuda al Pueblo Español. Se incorpora al Laboratorio Histopatológico del Servicio de Neurocirugía instalado en el Hospital de la Pitié, donde coincide con el Dr. Isaac Costero, viejo conocido de la Facultad de Medicina vallisoletana. Algo después, impartirá conferencias preparadas por el Ministerio de Instrucción Pública y Bellas Artes en diferentes centros de Praga y Leiden.
Tras una temporada en París, Pío del Río Hortega se traslada a la Universidad de Oxford, donde goza de toda clase de consideraciones, tanto sociales como científicas. Dedica la mayoría de su tiempo al los trabajos de laboratorio, motivados tanto por su interés científico como por disminuir la nostalgia y los recuerdos de España. En Oxford se congrega un insigne grupo de exiliados que se reúne con cierta periodicidad, recreando pequeñas tertulias que les hacen más llevadero el exilio: Sixto Obrador, Josep Trueta, Severo Ochoa, Paulino Suárez y Suárez, Alberto Jiménez Fraud... Como no podía ser de otra manera, nuestro biografiado es aclamado por la comunidad científica inglesa, siendo nombrado Miembro del Trinity College y Doctor Honoris Causa de la Universidad de Oxford. Desde la España de Franco, la Casa de Salud de Valdecilla y la Universidad de Valladolid envían sendos telegramas protestando contra la concesión de ambos títulos a Don Pío.