В 1913 году Б. Б. Голицын был назначен директором Главной физической (в дальнейшем геофизической) обсерватории и за три года своего пребывания на этом посту основательно реорганизовал это учреждение. Наряду с тем Б. Б. Голицын уделял значительное время и профессорской деятельности, занимая последовательно кафедры физики на Высших женских курсах, в Женском медицинском институте и в Морской академии.