十年來，李時珍閱讀了大量的古代醫書，並通過臨床實踐發現了古代的本草書籍。“品數煩，名雜。或壹物分二三品，或二物混壹品”(《明外國史傳》)。特別是很多有毒的藥物被認為是“長效的”，導致災難無窮。於是，他決定重新編寫壹本草藥書。三十壹歲開始釀酒，為了“搜貧學富”，看了很多參考書。看完家裏收藏的書籍，我利用行醫的機會，向家鄉有錢有勢的家庭借了壹些。後來進了武昌楚宮和北京太醫院，書讀多了，成了“書迷”。他形容自己“久嗜經典，喜嚼甘蔗”(《本草綱目》原序)。顧景行在《李時珍傳》中也稱贊他“讀書十年，足不出戶，學而無憂”。的確，他不僅閱讀了800多種上萬種醫學書籍，還閱讀了許多歷史、地理和文學名著，包括敦煌經典和歷史名著。幾位古代大詩人的全集也被仔細研究過。他還摘抄了很多關於醫學的詩詞。這些詩歌給了他許多真實有用的醫學知識，幫助他糾正了前人在醫學上的許多謬誤。比如在古代醫書中，經常出現“伏羲”。它們是什麽意思？有區別嗎？歷代藥理學家眾說紛紜，爭論不休。李時珍引用了屈原《離騷》中的兩句話，即“我將與壹只雞爭食”和“我將如魚得水”，指出詩人將“我”與“我”並列，就是證明它們不是壹類鳥。他根據詩中對他們不同生活環境的描述，證明“福”是家鴨，“福”是野鴨，藥性不同。屈原的詩文賦成為李時珍考證毒品名實的雄辯依據。
在編撰《本草綱目》的過程中，最讓李時珍頭疼的是，由於藥物的名稱混雜，往往混淆了藥物的形狀和生長。過去的草書雖經反復解釋，但有些作者是從書上抄來的，而不是深入實際調查研究，所以越解釋越糊塗，矛盾倍增，讓人無法認同。比如南北朝著名醫學家陶弘景，說是草，像麻黃，但顏色是藍色的，開白花。宋朝的馬謖認為像大清，指責陶弘景根本不知道。另壹個例子是壹種治療狗脊椎的藥物。有人說像雜草，有人說像雜草，有人說像花。意見很不壹致。類似的情況還有很多，李時珍不得不壹再記下。如何解決這些問題？李時珍在父親的啟發下，認識到“讀萬卷書”是必要的，但更需要“走萬裏路”。於是，他不僅“收白”而且“訪四方”進行深入調查。
李時珍穿上草鞋，背起藥筐，在徒弟龐憲和兒子建元的陪同下，在山野間走了很遠很遠的路，拜訪名醫、學者，尋找民間驗方，觀察、收集藥材標本。他首先在他的家鄉周琦采訪。後來，他多次外出采訪。除了湖廣，江西江蘇安徽很多地方我都去過。周俊的太和山也去過。盛產藥材的江西廬山，南京的佘山、茅山、牛首山估計也有他的足跡。後人為此寫了壹首詩，“壹品幽僻處，探山腳下花”，反映了他四處跋涉、采訪的生活。
李時珍每到壹處，都虛心向各種各樣的人請教。他們中有草藥采集者、農民、漁民、砍柴者和獵人。熱心地幫他了解各種毒品。
例如，蕓苔是壹種常用的治療疾病的藥物。但這是什麽呢？神農本草經不清楚，註釋也不清楚。李時珍問壹個種菜的老人。在他的指導下，他考察了實物，才知道蕓苔其實就是油菜。這種植物，第壹年種，第二年開花，種子可以用來榨油。所以他的《本草綱目》裏很明確的註釋了這種藥。
在各地采訪，或者在自己的藥圃裏，李時珍都很註意觀察藥物的形態和生長情況。尖吻蝮，即產於周琦的白蛇。該藥具有治療風痹、驚風、癬癥的作用。李時珍研究了很久。但壹開始，我只是從蛇頭那裏觀察到的。知情者提醒他，這是從江南興國府的山裏抓來的，不是真的蝮蛇。那麽真正的蝮蛇長什麽樣呢？他咨詢了捕蛇者。那人告訴他，尖吻蝮的毒牙是劇毒的。被咬傷的人應立即截肢，否則會中毒而死。因其對治療上述疾病有特效而非常有價值。國家官員強迫群眾冒著生命危險去抓他們，以便向皇帝進貢。周琦這麽大，其實只有城北的龍鳳山有真正的蝮蛇。李時珍刨根問底，想親眼觀察壹下蝮蛇，就讓捕蛇者帶他去龍鳳山。有壹個山洞，四周是巖石和灌木。石南，纏繞在灌木上，隨處可見。蝮蛇喜歡吃石南的葉子，所以生活在這壹帶。李時珍不顧危險，到處尋找。在捕蛇者的幫助下，我終於親眼見到了蝮蛇，看到了捕蛇和制蛇的全過程。因為這種深入實際的考察，他後來在《本草綱目》中寫了關於蝮蛇的論述，得心應手，簡明準確。據說蝮蛇的形狀是:“龍頭虎口，邊有黑白花，二十四方勝紋，腹有念珠斑，口有四獠牙，尾有佛甲，長壹兩分，腸如珠”；據說尖吻蝮的捕捉和制作過程是:“人吃它的花和石南上的葉子，這樣人就能找到了。”先撒壹把沙子，然後平著不動，用叉子拿。如果用繩子吊著，刀破腹取出腸料，就把腹部洗幹凈，尾巴反過來，把創兒蓋好，保護好，用竹竿撐著，彎起來，綁在炕上。”同時明確了蝮蛇與其他地方蝮蛇的區別:“離地者，眼幹不陷，他處者，不陷。“這種對蝮蛇各種情況的清晰描述，當然是由於細致的實地調查。
李時珍對藥物的認識並不滿足於粗略的考察，而是壹件壹件地看，與實物進行比較。這就澄清了很多似是而非、模棱兩可的藥物。用他的話來說，就是“壹個壹個來，還挺真的”“把所有的產品都列出來，反復看”
當時太和山五龍宮出產的“郎梅”，被道士形容為吃了“長生不老的仙果”。他們每年都把它們摘回來，向皇帝進貢。政府禁止其他人采摘。李時珍不相信道士的故事，要自己試試，看看攻擊效果如何。於是，他不顧道士們的反對，冒險挑了壹個。經研究發現其功效與普通桃、杏相同，能生津止渴。是變形榆樹果，沒有特殊攻擊效果。
錦鯉，或今天的穿山甲，是壹種常用的中藥。陶弘景說，它可以兩棲，白天爬上巖石，張開它的鱗片裝死，把螞蟻引誘到甲胄裏，然後合上鱗片，潛入水中，再張開甲胄讓螞蟻浮出來吞食。為了知道陶弘景的說法是否正確，李時珍親自上山觀察。在樵夫和獵人的幫助下，他抓到了壹只穿山甲。從它的胃裏解剖出壹升左右的螞蟻，證明陶弘景是對的。但他從觀察中發現，穿山甲吃螞蟻時，是撓窩舔窩，而不是把螞蟻引誘到甲胄裏，吞到水裏。李時珍肯定了陶弘景的正確壹面，糾正了他的錯誤。
就這樣，李時珍經過長期艱苦的實地考察，摸清了許多藥物的疑難問題，並於萬歷五印年(公元1578年)完成了《本草綱目》的編纂。全書約654.38+0.9萬字，52冊，1892種藥物，374種新藥，參展人員1萬余人，附圖1000余幅，是我國前所未有的藥理學巨著。其中糾正了許多錯誤，在動植物分類學等許多方面取得了突出的成就，對其他相關學科(生物學、化學、礦物學、地質學、天文學等)也有貢獻。).達爾文稱贊它是“中國古代的百科全書”。