Великие достижения в области положительных наук, подрывавшие основы богословия и идеализма, произвели на Писарева большое впечатление. Знакомство с новыми открытиями преобразило его ум. Теперь уже по-новому, с позиций разума, обогащенного новейшими достижениями, стал он подходить к осмыслению фактов, почерпнутых из действительности. Прежде всего Писарев не без ужаса убедился в ложности и «неестественности своих ребяческих понятий» (8, стр. 185), и для него наступил критический момент ломки устарелых убеждений, с детства накрепко засевших в голове. Он почувствовал необходимость пересматривать последовательно все, т. е. «переделывать сверху донизу» весь строй наивных юношеских взглядов, «выкуривать из… мозга ту нелепую демонологию, которая заменяла… трезвые понятия о мире, о природе и человеке…» (8, стр. 185). Все убеждения, гипотезы, теории, превращенные временем в аксиомы и казавшиеся неприкосновенными, ясными, как день, незыблемыми, «как гранитная стена», величественными, как вершины Казбека и Монблана (9, стр. 60), стали рушиться при соприкосновении с критической мыслью. Очень многое из того, во что он верил, чему поклонялся, обнаружило свою внутреннюю несостоятельность, потеряло свой смысл и былой блеск. Все отжившее, ранее оправданное исторической давностью, осуждалось и обрекалось им на гибель. А все выдержавшее критику перевоплощалось и приводилось в новую систему, как бы пройдя через великое чистилище.
Шелгунов, вспоминая эти годы, писал: «В Писареве совершалась глубокая и сильная внутренняя работа и полная перестройка понятий, которая при его страстности принимала чуть не горячечный характер. Это был целый громадный внутренний переворот, справиться с которым мог только очень сильный ум, способный глядеть лишь вперед и расставаться без жалости с тем, что оставлял он назади. Такой именно ум и был у Писарева. Масса новых открытий и истин, созданных колоссальными успехами новейшего естествознания и точных наук, и новейшие исследования в области политических и экономических знаний вошли в него какой-то светозарной силой, разлили повсюду свой свет и осветили все его умственные потемки» (112, стр. 222).
Сам Писарев, вспоминая позже этот период, подчеркивал, что мир предания, мир всепроникающей рутины давал «импульс к отрицанию», поэтому оно не могло прекратиться до тех пор, «пока не будет совершенно окончено дело разрушения». Это и было отправное положение его зарождающегося реализма и нигилизма.
Духовный кризис Писарева, связанный с критическим пересмотром ценностей, а также неудача в личной жизни — безответная любовь к кузине Раисе — привели в необыкновенное напряжение его нервную систему, что вылилось во временное расстройство психики. После побега из клиники, где он находился на излечении, Писарев приступил к написанию кандидатской диссертации «Аполлоний Тианский», которой и был завершен им в 1860 г. университетский курс (работа была награждена серебряной медалью). В ней Писарев уже на более высоком уровне подходит к эмансипации личности, указывая на взаимосвязь человека и среды. Более того, он делает первую попытку выйти за пределы проблемы личности и обращается к массам, которые рассматриваются им как «сила громадная, но слепая», противящаяся гнету только тогда, «когда боль слишком сильна» (8, стр. 9). Критикуя устои Римской империи, Писарев в то же время отрицательно высказывается о деспотических формах правления вообще и делает намек на борьбу, как на средство избавления от гнета и достижения общественного идеала. Он выступает против утверждения Аполлония Тианского, что общество возможно изменить «изнутри наружу», т. е. через морально-религиозные проповеди. Но Писарев был еще непоследователен в этом отношении. Его похвалы по адресу древнего философа-миссионера за то, что он не сделал смыслом жизни революцию, а выбрал занятие, якобы более важное и достойное мыслящего человека, свидетельствует о том, что в этот период Писарев еще не был по-настоящему революционно настроен.
Результатом вырабатывающегося реалистического направления взглядов Писарева является своеобразный подход его к оценке деятельности Аполлония Тианского. Последний привлек его внимание как «практический» философ. Но Писарев осуждает Тианского за то, что тот вместо необходимого реального предложения по разрешению аграрного вопроса в период народного бунта обращается к несбыточным утопиям. Писарев считает, что предпочтительнее дать малое, но реальное благо, чем тешить обещаниями великого, но недосягаемо далекого.