Заслужений діяч науки РРФСР, доктор медичних наук, професор І. Г. Лукомський з 1926 по 1952 рік керував кафедрою стоматології I МОЛМІ імені І. М. Сеченова.
Аналіз існуючих теорій карієсу, багатий особистий клінічний і експериментальний досвід, добре знання питань філософії та медицини були використані І. Г. Лукомским для створення так званої «біологічної теорії карієсу зубів». Розвиток каріозного процесу І. Г. Лукомський характеризував так: зовнішні (екзогенні) фактори (нестача вітамінів, особливо В1 і Д, недолік солей кальцію, фосфору, фтору в питній воді, відсутність або недолік ультрафіолетових променів) призводять до порушення мінерального і білкового обміну в організмі, тобто до ендогенних змін, що впливає на трофіку емалі та дентину. Результатом цього є «захворювання» одонтобластов. Функція одонтобластов стає ослабленою (астенічний), а потім неповноцінною (дебільний). Природно, значно змінюються і морфологічні особливості клітин. В результаті цього розвиваються трофічні зміни тканин зуба, наслідком чого є дисмінералізації емалі. Потім розвивається демінералізація емалі та дентину, тобто утворюється каріозна порожнина.
І. Г. Лукомський вважав, що, поряд з названими деструктивними змінами, при карієсі відбуваються пов'язані процеси, які виражаються в основному в дегенерації (переродження) тканин. До деструктивних явищ він відносив явища гіпермінералізації, сповільнену організацію предентину, а також утворення прозорого (вторинного) дентину. І. Г. Лукомський пов'язував з порушенням трофіки твердих тканин зуба їх утворення в результаті «порочної функції одонтобластів». Одним з важливих моментів в трактуванні розвитку карієсу було визнання І. Г. Лукомским великої ролі фтору в етіології і патогенезі карієсу.
І. Г. Лукомський сформулював основні принципи профілактики карієсу зубів з широким використанням для місцевого застосування фтористого натрію. У 1946 р І. Г. Лукомський запропонував для профілактики карієсу місцеву обробку зубів фторсодержащей пастою. Повідомленням І. Г. Лукомського передував ряд його робіт і робіт співробітників, що проводилися з 1937 р Роботи стосувалися поглинання фтору твердими тканинами зуба (С. Я. Маркус, 1937), проникності обробленого фтористим натрієм дентину (Б. А. Торчинський, 1938) , знеболюючої дії фтору при гиперстезии дентину (А. А. Аніщенко, І. Е. Рубінштейн, 1938; І. Г. Лукомський, 1939), застосування фтору при лікуванні карієсу (Б. Ф. Берензон, 1938) і для обробки кореневих каналів (В. І. Крупніков, 1938).
Вивчаючи патогенез, диференціальну діагностику гнійної хірургії щелепно-лицевої ділянки, І. Г. Лукомський (1950) прийшов до висновку про необхідність розмежовувати два основні вогнища запалення: періодонтит і остеомієліт. При цьому він проводив патологоанатомічне і клінічне розмежування гострого періодонтиту і остеомієліту. Явища ж периостита, вважав він, не характерні для одного тільки одонтогенного остеомієліту. Вони можуть супроводжувати і періодонтиту або ж бути самостійними, як, наприклад, при травмі.
Першим випробуванням молодої галузі медицини - стоматології з'явилися військові події на Далекому Сході (1938, 1939) і в Фінляндії (1940). У цих подіях стоматологи з честю впоралися з покладеними на них завданнями або, як образно висловився І. Г. Лукомський, вони витримали іспит на атестат зрілості. У роки Великої Вітчизняної війни І. Г. Лукомський був в числі організаторів і керівників стоматологічної допомоги в системі евакогоспіталів Наркомату охорони здоров'я СРСР. З 1942 р вийшла друком його праця «Травматичні остеомієліти». У 1944 р на IV Пленумі Вченої медичної ради по щелепно-лицевої хірургії при медико-санітарному управлінні Військово-морського флоту І. Г. Лукомський виступив з доповіддю «Помилки в лікуванні щелепно-лицевих поранених». У доповіді він зазначив, що в 1943 р результати лікування такого типу поранень за основними показниками стали значно краще, ніж в 1942 р .; позитивний ефект був досягнутий завдяки функціональному напрямку в лікуванні.
У підручнику «Терапевтична стоматологія» (1960, 2-е вид.) І. Г. Лукомський показав в короткому історичному нарисі, яким складними шляхами відбувався розвиток стоматології, кристалізації її змісту та об'єднання двох її основних розділів - зубоврачеванія і щелепної хірургії.