Вернадский постоянно ощущал движение научной мысли и старался постичь его закономерности. Поэтому в своих работах он уделял много места истории идей. Вернадский с юношеских лет увлекался общими проблемами природы и бытия. Однако первые его работы были посвящены конкретным темам: описанию фосфоритов Смоленщины, почв района реки Чаплынки, исследованию влияния высоких температур на минерал дистен, получению силлиманита в составе фарфора и др.
Узкая специализация? Да, но только в нескольких науках одновременно: в описательной геологии, почвоведении, минералогии, кристаллографии. Можно возразить: ничего особенного, молодой ученый ищет область приложения своих сил. Да, но как только он через несколько лет обрел специализацию (сразу в двух науках: кристаллографии и минералогии), появились его работы о грязевых вулканах, о нефти, а затем философские статьи.
В 1885 году Вернадский был оставлен хранителем минералогического кабинета Московского университета. Тогда же он женился на Наталье Егоровне Старицкой. Он писал ей, намечая основную линию своей жизни: «Мне теперь уже выясняется та дорога, те условия, среди каких пройдет моя жизнь. Это будет деятельность ученая, общественная и публицистическая… Такая в сильной степени идейная и рабочая жизнь должна исключить все увлечения, все такие семейные драмы… которые могут быть и бывают при малой искренности и незанятой голове тех, с кем они случаются».
В 1887 году родился сын Георгий (позже ставший профессором русской истории Йельского университета США). Владимир Иванович уезжает на два года в заграничную командировку (Италия, Германия, Франция, Англия, Швейцария). Он работает в химических и кристаллографических лабораториях, совершает геологические экспедиции, знакомится с новейшей научной и философской литературой, участвует в Лондонском геологическом конгрессе, избирается членом-корреспондентом Британской ассоциации наук. В Лондоне он получает от известного русского геолога А. П. Павлова приглашение работать в Московском университете.
Вернувшись в Россию, Вернадский участвует под руководством Докучаева в экспедиции по геолого-почвенному описанию Полтавской губернии, становится приват-доцентом кафедры минералогии Московского университета. Отлично защитив магистерскую диссертацию, начинает чтение лекций. Как лектор, Вернадский не отличался красноречием, излагал материал просто, методично, с исключительной полнотой и своеобразием.
В 1897 году приходит черед защите докторской диссертации («Явления скольжения кристаллического вещества»). Вскоре он становится профессором Московского университета. В 1898 году рождается дочь Нина (впоследствии ставшая психиатром).
К началу нашего века относятся первые публикации статей Владимира Ивановича по философии и истории науки.
Оставаясь ученым-профессионалом, преподавателем, мыслителем, Вернадский никогда не чурался, как мы теперь говорим, общественной работы, принимал близко к сердцу все невзгоды и трудности, выпадавшие на долю родной страны. В голодные годы он много времени, сил и средств потратил на организацию помощи голодающим. В своей статье «Три решения», опубликованной в 1906 году, он писал: «В сложной конструкции русской общественной жизни соединились все самые тяжелые стороны как современного капиталистического строя, так и старинного государственного устройства, где народные массы несут лишь служилое тягло, где они являются рабской безличной основой государственного благополучия. На русский народ выпала фатальным ходом истории доля двойной тяготы: бесправие, полная подчиненность государству, самые элементарные нарушения права личности, отнятые в пользу государства на чуждые цели… соединились с захватом в пользу меньшинства источников народного богатства с эксплуатацией его труда, тесно связанной с основными условиями современного строя…»
В 1906 году Вернадского избирают членом Государственного Совета от Московского университета. Два года спустя он становится экстраординарным академиком. С 1906 по 1918 год выходят в свет отдельные части его фундаментального труда «Опыт описательной минералогии», во многом не устаревшего до сих пор. С этой поры начинается расцвет его творчества.
Целиком уйти в научную и преподавательскую деятельность Владимир Иванович не пожелал, продолжая активно участвовать в общественной жизни. В 1911 году он в числе многих профессоров покидает Московский университет в знак протеста против антидемократических действий правительства и переезжает в Петербург. Реорганизует Минералогический музей Академии наук. Продолжает радиогеологические исследования и экспедиции, утверждая, что радиоактивность имеет огромное значение в жизни земной коры, в судьбе многих минералов и в будущем человечества. Изучает закономерности газового дыхания Земли.
По инициативе и под председательством Владимира Ивановича в 1915 году создается Комиссия по изучению естественных производительных сил России при Академии наук (КЕПС). Эта уникальная научная организация объединила многих видных русских ученых. Комиссия проводила огромную научно-исследовательскую работу, выпускала монографии и справочники, организовала целый ряд комплексных экспедиций. От нее впоследствии отделились многочисленные научные институты: Почвенный, Географический, Радиевый, Керамический, Оптический и т. д. В. И. Вернадский, избранный в 1916 году председателем ученого совета при министерстве земледелия, продолжал научные исследования, публикуя статьи по минералогии, геохимии, полезным ископаемым, по истории естествознания, организации науки, метеоритике.
В 1917 году здоровье Вернадского ухудшилось. У него обнаружили туберкулез. Летом он уехал на Украину. Бурные события гражданской войны застали его в Киеве. Здесь он активно участвует в создании Украинской академии наук и избирается ее президентом.
Это была первая национальная Академия наук нашей страны. Организация ее была очень трудным делом: всегда тяжело первому проводить столь сложное мероприятие, да еще в такое необычайно трудное время. Создание Украинской академии наук стало ярким проявлением организационного таланта Вернадского. Позже Вернадский был инициатором создания ряда академических учреждений нашей страны. Со времен Ломоносова никто так много не сделал для организации отечественной науки. Но главной для Вернадского оставалась научно-теоретическая работа. В годы пребывания в Киеве, Полтаве, Старосепье (на биологической станции), Харькове, затем в Ростове, Новороссийске, Ялте, Симферополе он разрабатывал основы учения о геохимической деятельности живого вещества. Ему предлагали эмигрировать в Англию. Он остался на родине.
В конце 1921 года Вернадский основал в Москве Радиевый институт и был назначен его директором. Продолжая изучение геохимии радиоактивных элементов, он занимался общими проблемами геохимии, а также продолжал разрабатывать учение о геологической роли живого вещества.
Его приглашают прочесть курс лекций в Сорбоннском университете (Париж). 1923–1926 годы он проводит за границей, преимущественно во Франции, ведя большую научно-исследовательскую и преподавательскую работу. Выходят в свет его лекции по геохимии (на французском языке), статьи по минералогии, кристаллографии, геохимии, биогеохимии, химии моря, эволюции жизни, а также о геохимической деятельности и будущем человечества.
Вернувшись в 1926 году на родину, он публикует свою знаменитую монографию «Биосфера».
Сейчас это может показаться странным, но до того времени о биосфере писалось очень мало, и то лишь в специальных изданиях. Не существовало учения о биосфере. Вернадский стал его основоположником.
Годы, казалось бы, не властвовали над немолодым ученым. Он по-прежнему был полон творческого огня.