在學醫的過程中，李時珍認真閱讀了許多醫學書籍和本草著作。他試圖吸收和繼承前人的成就。在有壹個姓郝的儒生家庭，家中藏有許多珍貴的醫書。李時珍憑借父親與郝家的交情，借走了這些珍貴的醫學古籍。同時，在隨父行醫的實踐中，李時珍逐漸積累了豐富的臨床經驗。通過古今對比和自己的刻苦學習，他發現許多古代醫書和藥典存在壹些疑點、不足和明顯的錯誤，這使他有了重建本草的雄心。經過反復思考，1552年，他終於決定以重建本草為目標。
為了修本草，盡量減少錯誤，他特別註意深入實際調查。他花了四五年時間，在大別山、武當山、廬山、茅山、伏牛山以及湖北、江蘇、安徽、河南、河北的許多地方，收集標本，進行壹些藥理實驗，寫下幾百萬字的調查和采訪記錄。憑借這種嚴謹的態度和頑強的意誌，李時珍克服了深山野嶺所涉及的艱辛、家庭生活的不穩定、父母相繼去世的悲痛等壹系列困難。經過18年的奮鬥，他終於在1578年完成了巨著《本草綱目》。從寫初稿到定稿，他習慣於“三改稿”，對收集到的大量資料進行認真分析研究，去粗取精，去真去偽，不斷提高其分類的準確性和論述的科學性，從而保證了這部科學著作具有上乘的學術水平。