Далее выходит серия статей по геологии Карелии, в том числе в соавторстве со своим ближайшим наставником – профессором В.М. Тимофеевым. В статье «К вопросу о генезисе месторождения Сегозерского горшечного камня» (1929) Н.А. впервые высказал принципиально новое для того времени суждение о происхождении этих пород в процессе метаморфизма серпентинитов, а не доломитов, как считалось ранее. Успешное геолого-петрографическое изучение докембрийских комплексов сразу выдвинуло Н.А. Елисеева в число ведущих исследователей докембрия Балтийского щита.