歐拉19歲大學畢業時，在瑞士沒有找到合適的工作。1727年春，在巴塞爾他試圖擔任空缺的教研室主任職務，但沒有成功。這時候，俄國的聖彼得堡科院剛建立不久，正在全國各地招聘科學家，廣泛地搜羅人才。已經應聘在彼得堡工作的丹爾·伯努利深知歐拉的才能，因此，他竭力聘請歐拉去俄羅斯。在這種情況下，歐拉離開了自己的祖國。由於丹尼爾的推薦，1727年，歐拉應邀到聖彼得堡做丹尼爾的助手。在聖彼得堡科學院，他順利地獲得了高等數學副教授的職位。1731年，又被委任領導理論物理和實驗物理教研室的工作。1733年，年僅26歲的歐拉接替回瑞士的丹尼爾，成為數學教授及彼得堡科學院數學部的領導人。
在這期間，歐拉勤奮地工作，發表了大量優秀的數學論文，以及其它方面的論文、著作。
古典力學的基礎是牛頓奠定的，而歐拉則是其主要建築師。1736年，歐拉出版了《力學，或解析地敘述運動的理論》，在這裏他最早明確地提出質點或粒子的概念，最早研究質點沿任意壹曲線運動時的速度，並在有關速度與加速度問題上應用矢量的概念。
同時，他創立了分析力學、剛體力學，研究和發展了彈性理論、振動理論以及材料力學。並且他把振動理論應用到音樂的理論中去，1739年，出版了壹部音樂理論的著作。1738年，法國科學院設立了回答熱本質問題征文的獎金，歐拉的《論火》壹文獲獎。在這篇文章中，歐拉把熱本質看成是分子的振動。
歐拉研究問題最鮮明的特點是：他把數學研究之手深入到自然與社會的深層。他不僅是位傑出的數學家，而且也是位理論聯系實際的巨匠，應用數學大師。他喜歡搞特定的具體問題，而不象現代某些數學家那樣，熱衰於搞壹般理論。
正因為歐拉所研究的問題都是與當時的生產實際、社會需要和軍事需要等緊密相連，所以歐拉的創造才能才得到了充分發揮，取得了驚人的成就。歐拉在搞科學研究的同時，還把數學應用到實際之中，為俄國政府解決了很多科學難題，為社會作出了重要的貢獻。如菲諾運河的改造方案，宮延排水設施的設計審定，為學校編寫教材，幫助政府測繪地圖；在度量衡委員會工作時，參加研究了各種衡器的準確度。另外，他還為科學院機關刊物寫評論並長期主持委員會工作。他不但為科學院做大量工作，而且擠出時間在大學裏講課，作公開演講，編寫科普文章，為氣象部門提供天文數據，協助建築單位進行設計結構的力學分析。1735年，歐拉著手解決壹個天文學難題——計算慧星的軌跡（這個問題需經幾個著名的數學家幾個月的努力才能完成）。由於歐拉使用了自己發明的新方法，只用了三天的時間。但三天持續不斷的勞累也使歐拉積勞成疾，疾病使年僅28歲的歐拉右眼失明。這樣的災難並沒有使歐拉屈服，他仍然醉心於科學事業，忘我地工作。但由於俄國的統治集團長期的權力之爭，日益影響到了歐拉的工作，使歐拉很苦悶。事也湊巧，普魯士國王腓特烈大帝（Frederick the Great，1740-1786在位）得知歐拉的處境後，便邀請歐拉去柏林。盡管歐拉十分熱愛自己的第二故鄉（在這裏他普工作生活了14年），但為了科學事業，他還是在1741年暫時離開了聖彼得堡科學院，到柏林科學院任職，任數學物理所所長。1759年成為柏林科學院的領導人。在柏林工作期間，他並沒有忘記俄羅斯，他通過書信來指導他在俄羅斯的學生，並把自己的科學著作寄到俄羅斯，對俄羅斯科學事業的發展起了很大作用。