El afán investigador en la casa Heraeus se siguió desarrollando también en el siglo XX sin frenarse lo más mínimo. A modo de ejemplo, una de las innovaciones más destacadas en la primera mitad del siglo tiene su origen en Heraeus: la fusión de materiales metálicos en vacío. Heraeus tuvo incluso durante un breve espacio de tiempo una empresa independiente en esta área, que brillaba particularmente por sus innovaciones técnicas. Entre 1923 y 1933, la fundición en vacío de Heraeus obtuvo un total de 84 patentes alemanas. En los años veinte le llegó el turno a la tercera generación de la familia: el Dr. Wilhelm Heinrich Heraeus fue responsable durante casi cuarenta años de la dirección técnica de la empresa. Su primo, el Dr. Reinhard Heraeus, se ocupó asimismo de los asuntos comerciales durante un periodo igual de largo.

La Primera Guerra Mundial, la inflación y el desmoronamiento de los mercados fueron épocas difíciles también para Heraeus. Y a pesar de todo, la empresa seguía creciendo. En 1939 Heraeus contaba con 1.000 empleados y el volumen de ventas anual era de 29 millones de marcos. Bajo la dirección del Dr. Reinhard Heraeus, la empresa familiar se había convertido definitivamente en un Grupo de productos múltiples.

Esta evolución se detuvo bruscamente al estallar la Segunda Guerra Mundial. Muchos empleados fueron llamados a filas, la planta industrial de Hanau fue destruida casi totalmente por los bombardeos.