歐拉在19歲大學畢業的時候沒有在瑞士找到合適的工作。1727年春，他試圖在巴塞爾擔任教研室主任的空缺，但失敗了。當時聖彼得堡的俄羅斯科學院剛剛成立，正在全國招募科學家，廣泛征集人才。已經申請到彼得堡工作的丹·伯努利深知歐拉的才華，於是想盡辦法聘請歐拉去俄羅斯。在這種情況下，歐拉離開了他的祖國。由於丹尼爾的推薦，歐拉在1727被邀請到聖彼得堡擔任丹尼爾的助手。在聖彼得堡科學院，他成功地獲得了高等數學副教授的職位。1731年被任命為理論物理和實驗物理教研室主任。1733年，年僅26歲的歐拉接替返回瑞士的丹尼爾，成為數學教授和彼得堡科學院數學系領導。
在此期間，歐拉勤奮工作，發表了大量優秀的數學論文，以及其他論文和著作。
經典力學的基礎是牛頓奠定的，歐拉是其主要建築師。1736年，歐拉發表了《力學，或者說解析地描述運動的理論》，其中他首次明確提出了質點或質點的概念，首次研究了質點沿任意曲線運動的速度，並將矢量的概念應用於與速度和加速度有關的問題。
同時，他創立了分析力學和剛體力學，研究和發展了彈性理論、振動理論和材料力學。他將振動理論應用於音樂理論。1739年出版了壹本樂理方面的書。1738年，法國科學院設立了回答熱的本質的論文獎，歐拉關於火的文章獲獎。在這篇文章中，歐拉把熱的本質看作是分子的振動。
歐拉研究問題最顯著的特點是，他把數學研究的手伸向了自然和社會的深層。他不僅是壹位傑出的數學家，也是壹位理論聯系實際、應用數學的大師。他喜歡研究特定的具體問題，不像壹些現代數學家厭倦了研究壹般理論。
正是由於歐拉所研究的問題與當時的實際生產、社會需要和軍事需要密切相關，歐拉的創造才能得到了充分發揮，取得了驚人的成就。歐拉在做科學研究的同時，也將數學應用於實踐，為俄羅斯政府解決了許多科學難題，為社會做出了重要貢獻。比如菲諾運河的改造計劃，龔燕排水設施的設計和審批，學校教材的編寫以及政府在繪制地圖方面的幫助；在度量衡委員會工作期間，我參與了各種衡器準確度的研究。此外，他還為科學院的出版物撰寫評論，並長期主持委員會的工作。他不僅為科學院做了大量工作，還抽時間到大學講學，公開演講，寫科普文章，為氣象部門提供天文數據，協助施工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問題——計算彗星的運行軌跡(這個問題需要幾個著名數學家幾個月的努力)。因為歐拉用了自己發明的新方法，只用了三天。然而，連續三天的疲勞也讓歐拉積勞成疾，疾病讓年僅28歲的歐拉右眼失明。這樣的災難並沒有讓歐拉屈服。他仍然癡迷於科學，無私地工作。但由於俄羅斯統治集團長期的權力鬥爭，越來越影響到歐拉的工作，讓歐拉非常沮喪。恰好普魯士國王腓特烈大帝(在位時間1740-1786)得知了歐拉的情況，邀請他去柏林。盡管歐拉非常熱愛自己的第二故鄉(14年他在塔普工作生活的地方)，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，在柏林科學院擔任了壹個職位，擔任數學物理研究所所長。1759成為柏林科學院領導。在柏林工作期間，他沒有忘記俄羅斯。他通過書信指導他在俄羅斯的學生，並把他的科學著作送到俄羅斯，這對俄羅斯科學的發展起了很大的作用。