自东汉《神农本草经》成书，到李时珍诞生前的400余年间，历代本草学家都有不少专著问世，但却从未有一部能概括这一时期药物学新进展的总结性著作。李时珍责无旁贷地挑起这副重担，并意识到了它的分量，却仍未料到，药物是那样的多种多样，对它们的性状、习性和生长情形，很难全部心中有数。比如，白花蛇，同竹子、艾叶，本是蕲州的三大特产，可以主治风痹、惊搐、癞癣等疾病，是一味贵生药品。但他从药贩子那儿买来的“白花蛇”，有时是另一种蛇冒充的，跟书上描述的大相径庭。那么，真正的白花蛇究竟是什么样的呢？为了解开这个谜，李时珍曾跟着捕蛇人亲自上山，捕捉到一条白花蛇，仔细一看，果然和书上讲的一模一样。
    从此，李时珍走出家门，深入山间田野，实地对照，辨认药物。除湖广外，先后到过江西、江苏、安徽、河南等地，足迹遍及大江南北，行程达两万余里。那些种田的、捕鱼的、打柴的、狩猎的、采矿的，无不是他的朋友和老师，为他提供了书本上不曾有过的丰富药物知识。
    一次，李时珍路过河南境内的一处驿站，见几个车把式正在把一些粉红色的草花放在锅中煎煮。他凑近去看了看，见不过是南方随处可见的旋花，却不知这些车夫煮它有何用？便向他们开口讨教，一个车把式答道：“我们这些人常年在外，风里来雨里去，盘骨多半都落下了伤痛。喝点旋花汤，能治盘骨病呢。”李时珍用心把这种药草的形状、药性等记了下来，并把它写进书中。
    还有一次，李时珍带着弟子庞宪来到武当山。这武当山，风光绮丽，草木繁茂，古树参天，野花似海，是天然的药物宝库。师徒二人仿佛探宝者发现了钻石矿，一下子被这些花草迷住了。九仙子、朱砂根、千年艾、隔山消??这些名贵药物一一被他们采集下来，制成标本。这天，庞宪劈藤开路，仔细寻觅。突然，他眼睛一亮：曼陀罗花！这是华佗配制麻沸散的名药！李时珍
显然也非常兴奋，指点着花儿对庞宪说：“可惜，麻沸散早已失传了。这种花有毒，究竟如何配药，还得重新试验呢。”以后，为弄清曼陀罗花的毒性取得可靠验方，李时珍又冒着生命危险，亲口尝试，证实了它的麻醉作用，并把它同火麻子花配合，制成了手术用的麻醉剂。
    李时珍一路考察，一路为父老乡亲们治病，深受人们尊敬与依赖。有位老婆婆，患习惯性便秘达30年之久，虽多方治疗，终不见效。李时珍运用从民间学来的偏方，以适量的牵牛子配成药，很快就治好了她的病。还有个妇女鼻腔出血，一昼夜都止不住，怎么治也不见效。李时珍用大蒜切片敷贴患者足心，不大工夫血就不流了。这个方子，也是他从民间采得的。像这样的例子，举不胜举。李时珍深切地感到，这广阔的田野上，处处都是知识的天地，日日都会有新的收获。