Брюс возглавляет Мануфактур-коллегию до разделения этих ведомств в 1722 году, а Берг-коллегию до своей отставки в 1726 году. В этот период были созданы основы быстрого развития промышленности в стране.
        В качестве ученого Брюс проявил себя в математике, механике, оптике, медицине, геологии, астрономии, географии, истории, филологии, лингвистике и других научных дисциплинах. Его с полным правом можно характеризовать кок ученого-энциклопедиста. Библиотека Я. В. Брюса, собранная им в усадьбе Глинки, насчитывала 1579 томов, причем книги были на 14-ти языках по 20-ти научным дисциплинам.
        По сложным вопросам теоретической математики Яков Брюс консультировал молодого тогда профессора Санкт-Петербургской Академии наук Леонарда Эйлера. Одним из учеников Брюса был подчиненный ему по Берг-коллегии В. Н. Татищев, известный историк и географ, который характеризовал Брюса как своего наставника и учителя, человека, давшего ему путевку в жизнь. В качестве математика Брюс участвовал в составлении первых в России таблиц логарифмов. А в 1731 году он сообщает в письме профессору механики и оптики Санкт-Петербургской Академии наук Г. Лейтману о том, что составил методику определения удельных весов металлов. Приведенный им удельный вес меди полностью соответствует современным параметром.
        В 1717 году на русском языке издается знаменитая книга X. Гюйгенса «Космотеорос», обосновывающая научное представление о строении Вселенной. Переводчиком и редактором этого издания был Яков Вилимович Брюс. В экспозиции Дома-музея Я. В. Брюса представлена копия письма, адресованного одному из профессоров Академии наук, в котором Яков Вилимович рассказывает о своих лингвистических исследованиях монгольского и китайского языков. Сохранилось немало медицинских рецептов Брюса, его переводы самых различных книг, составленный им русско-голландский и голландско-русский словарь-разговорник, множество приборов и инструментов для научных исследований, сделанных самим Брюсом. Все это показывает сподвижника Петра Великого, как ученого, преуспевшего во многих отраслях научных знаний.
        Брюс вышел в отставку 6 июля 1726 года, через полтора года после смерти Петра I. Накануне ему был пожалован чин генерал- фельдмаршала — высшее воинское звание в России. Также Брюс награждается императрицей Екатериной I орденом святого Александра Невского. После выхода в отставку Яков Вилимович выезжает из Санкт-Петербурга в Москву, а в апреле 1727 года покупает у князя А. Г. Долгорукова усадьбу в 40 верстах от Москвы.
        На момент покупки усадьба имела только деревянные постройки, и все каменное строительство осуществляет новый хозяин. Частично эта усадьба сохранилось до настоящего времени. Она было построена в стиле итальянского барокко по западно-европейскому образцу. Дворцово-парковая архитектура вместе с реформами Петра только входила в традиции строительства дворянских усадеб, и в Подмосковье это была первая подобная усадьба. В дальнейшем многие усадебные комплексы в Москве и ее окрестностях создавались по аналогии с усадьбой Брюса, получившей название Глинки по сельцу Глинкову, располагавшемуся рядом. Жители этого сельца, видимо, использовали глину.
        В усадьбе Брюс прожил последние восемь лет жизни, занимаясь научными исследованиями. Любимыми его занятиями были астрономические наблюдения. Его опыты по наблюдательной астрономии были отмечены в английском астрономическом ежегоднике за 1730 год.
        Скончался Брюс 19 апреля 1735 года, прожив 65 лет 11 месяцев и 18 дней. Это было отмечено в надгробной проповеди пастора Фрейнгольда, произнесенной при захоронении Якова Вилимовича в лютеранской кирхе Святого Михаила. Эта кирха простояла до 1929 года, пока не возникла необходимость ее уничтожения в связи со строительством аэродинамической лаборатории в Лефортово. Захоронение Брюса было вскрыто. Его одежда - кафтан и камзол — хранятся в Государственном Историческом музее в Москве, череп был передан в мастерскую Герасимова с целью восстановления лицо, но во время не был зарегестрирован. Кстати, по одежде краеведам удалось определить примерный рост Брюса - 195 см. Вот таким он был под стать Петру блестящий военный и государственный деятель, первый российский ученый- ньютонианец, замечательный дипломат и просветитель.
        Его судьба подробно представлена в Доме-музее Я. В. Брюса, открытом в 1991 году на территории старейшей из сохранившихся усадеб Подмосковья. Сейчас усадьба используется под санаторий «Монино». Эта усадьба с 1923 года является памятником архитектуры федерального значения.