De la Cierva tenía el objetivo de pilotar la implantación de los estudios sobre radioactividad en España. Sin embargo, la Guerra Civil interrumpió bruscamente todos esos sueños.

Intentó retomar su actividad científica sobre la radiación artificial al terminar la guerra. Volvió a Madrid en 1939, pero la situación había cambiado drásticamente. Aunque Julio Palacios continuaba en el Rockefeller, la Sección de Rayos X no había empezado a funcionar ni había proyectos en la universidad para el próximo curso.

Pronto se encontró con la oportunidad de iniciarse en nuevos campos de investigación. En octubre de 1939 el físico y marino José María Otero Navascués le ofreció trabajar en su proyecto de creación de una sección de óptica para impulsar la investigación y fabricación de instrumentos ópticos para la Marina. Fue así como empezó a formar parte del equipo que sería el germen del Instituto de Óptica. La participación en los proyectos de Otero Navascués la involucraba de lleno en las políticas industriales y tecnológicas de la España de Franco.

Piedad de la Cierva representaba para Otero el tipo de científico que quería promocionar: un investigador profesional con un reconocimiento social, económico y jurídico, interesado en volcar su investigación en la ciencia aplicada. Por otro lado, el prestigio de Piedad de la Cierva, junto con sus contactos familiares, la protegieron de las depuraciones que afectaron a científicos destacados en la Segunda República como Moles, Catalán y muchos otros.

La sección de Óptica fue integrada en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en mayo de 1940. Otero quedó como Jefe de la sección y mantuvo a Piedad de la Cierva como becaria. En 1946 la sección se convertía en el Instituto de Óptica “Daza de Valdés” con Otero al frente y de la Cierva como personal contratado. Fue la primera mujer contratada en el CSIC. Allí permaneció hasta 1949.

El trabajo de Piedad de la Cierva en el Daza de Valdés consistió en la preparación de espejos de aluminio, necesarios para la fabricación de los instrumentos ópticos. Era una tarea difícil pues existía poca bibliografía y las técnicas solo se habían desarrollado en Alemania. Después de un duro trabajo de diecisiete meses consiguió fabricar las láminas antirreflectoras sobre las superficies de vidrios. Presentó la Memoria de los trabajos realizados a la Academia de las Ciencias en 1946. Recibió el Primer Premio de la Academia de Ciencias para trabajos de investigación. Era la primera mujer que recibía un reconocimiento de este grado.