Die Radio Corporation of America baute Theremingeräte in größerer Stückzahl, die sich allerdings nur schleppend verkauften, da das Spielen des Instrumentes doch wohl schwieriger als erwartet war. Das Interesse diverser Komponisten war jedoch groß, und einige schrieben auch spezielle Musikstücke für das Instrument (z. B. Edgar Varèse, Percy Grainger, Bohuslav Martinu).

1938 ging Theremin wieder in die Sowjetunion zurück, nach Galeyev allerdings nicht gezwungen durch den sowjetischen Geheimdienst, sondern freiwillig, aus Angst vor einem drohenden Krieg. 1947 bekam er den Stalin-Preis, eine Belohnung für die Entwicklung eines Abhörsystems, welches die Schwingungen von Fensterglas analysierte. Seine Meisterschaft in der Abhörtechnik hatte Theremin auch schon vorher bewiesen. Eine besonders amüsante Geschichte wird von Galeyev aus dem Jahre 1945 berichtet: In diesem Jahr schenkten nämlich junge russische Pfadfinder dem amerikanischen Botschafter das Modell eines Adlers (das amerikanische Wappentier), mit einer kleinen Beigabe von Theremin, einer Wanze, die ohne Batterie funktionierte.

Er arbeitete auch weiterhin für den sowjetischen Geheimdienst, trat aber erst 1991, nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion, in die Kommunistische Partei ein, mit dem Hinweis, er habe es seinerzeit Lenin versprochen.

1989 reiste Theremin nach Frankreich, 1991 in die USA. Er wurde überall begeistert empfangen, viele Leute glaubten nicht, daß er noch lebte. Zwei Jahre später, 1993, starb Theremin im Alter von 97 Jahren.

Schon in den Dreißiger Jahren wurde auch die Filmindustrie auf Theremin und sein Instrument aufmerksam. Der Klang wurde vor allem zur Untermalung überirdischer, geheimnisvoller oder unheimlicher Situationen verwendet. So wird z. B. in dem Film Spellbound (Ich kämpfe um Dich) von 1945 die Traumsequenz mit Thereminklängen untermalt. Im Film The day the earth stood still (1951) setzt der Komponist Bernhard Herrmann die Thereminvox als Oberstimme mit übertriebenem Vibrato ein, wodurch möglicherweise die Bedrohung durch Außerirdische symbolisiert werden soll. Auch noch in den Neunziger Jahren werden die Thereminklänge in mehreren Filmen eingesetzt, so z. B. in dem Streifen Ed Wood.

Hier soll durch das Theremin wohl die Assoziation zum Horrorfilm, zum Rätselhaften und Unfaßbaren erzeugt werden. Die Thereminpassagen in diesem Film wurden von Lydia Kavina ausgeführt, der Großnichte von Leon Theremin, der sie noch persönlich auf dem Instrument unterrichtet hat.

Sie bemüht sich heute darum, die Tradition des Thereminspiels zu bewahren und bekannt zu machen. Außer in der sogenannten E-Musik und der Filmmusik ist das Theremin auch in der Popmusik zu Ehren gekommen. Wenn auch das Originalinstrument nicht immer selbst eingesetzt wurde, so sind zumindest thereminartige Klänge von den Beach Boys (u. a. in Good Vibrations), von Led Zeppelin, der Experimentalrockgruppe Père Ubu oder der Independant „Band John Spencer Blues Explosion“ verwendet worden. Heute greifen offenbar auch Techno Musiker hin und wieder wegen des Baß-Registers auf das Instrument zurück und Country Musiker in den USA setzen die Thereminvox bisweilen als Ersatz für die Violine ein.⁷