太医院是明朝的中央医疗机构，收藏着很多珍贵的医书资料和药物标本。李时珍很珍惜这来之不易的机会，一头扎进了书堆，没日没夜地研读、摘抄和描绘药物图形，吸收着前人提供的医学精髓。同时，他多次向院方提出编写《本草纲目》的建议，可是不仅没有被采纳，还遭到了保守派的讥讽与中伤。
1552年，34岁的李时珍开始按照自己的计划来重修本草。由于准备充分，开头还比较顺利；可是，越到后面，越觉得难。因为药物种类繁杂多样，根本不可能将所有的性状、习性和生长情形都记在心里。比如，白花蛇、竹子、艾叶是蕲州的三大特产，主治风痹、惊搐、癞癣等疾病。可是，从药贩子手里买来的“白花蛇”居然跟书上描述的完全不同。为了了解真正的白花蛇，李时珍不得不跟着捕蛇人亲自上山捕捉白花蛇，结果发现：此蛇跟书中讲述的完全一样，而药贩子手里的则是假的。
从那之后，为了实地对照、辨认药物，李时珍便走出了家门。他踏遍大江南北，行程达两万多里。同时，他还阅读了大量古代医学书籍，一边读，一边做笔记，将有疑问的地方都做了标注。他还四处访问医生、老农、渔民和猎人，收集民间治病的验方、土方，甚至还亲自到荒僻的深山里采药。为了判断药性和药效，许多药材他都亲口品尝，历尽千辛万苦，终于积累了大量的医药资料。