蕲州的山野，到处长满了曼陀罗花。历代“本草”书都没有关于这种植物的记载。李时珍听当地老乡说，曼陀罗花的子用酒吞服后，会使人发笑，这引起他的注意，经过试验，李时珍发现了曼陀罗花具有麻醉作用。他后来在书中写道：8月间采曼陀罗花，阴干碾成粉末，用热酒给病人调服3钱，一会儿便昏昏如醉然后施行艾灸或外科手术，就不会感到痛苦了。这发展了曼陀罗花在针灸、外科手术方面的运用。李时珍亲自施行过这种药做手术。当时史书记载汉代的华佗进行外科手术时，使用了麻醉药“麻沸散”，但“麻沸散”的具体成分和配方并没有任何记载。通过实验，李时珍认为“麻沸散”的主要成分就是曼陀罗花的子。
现代药物学已证明，曼陀罗花确实是中药麻醉的主要药物。
深入到实物的实际中，是认识问题解决问题的最好办法。李时珍为了考察药物，常常亲自历经其境，实地采访，高山大海，所向无阻，他曾亲临工矿，考察矿物。如石炭，是李时珍在“本草”类书中首次记载的药物。李时珍说：“石炭在南北各地不同山上产量丰富，古代人不用它，所以知道的较少。现在人们用来生火做饭，煅炼铁石。百姓都开山挖穴，到十几丈深的地方才能挖到石炭。”并总结出“人一旦中了煤气，会昏迷以至死亡，只有喝冷水，才能解救”。
它在“本草纲目”中作了我国有关煤气中毒的最早记载。
深入到铅矿采挖现场，李时珍看到铅生在山穴和巨石间，矿工挟着油灯，在洞穴中深入数里，随着矿脉的上下曲折来取得，铅矿中的气体对人体有毒，如果在铅矿中连续几个月不出来，就会皮肤萎黄，腹胀不能进食，大多数会导致疾病而死亡。他详细描述了铅中毒的症状。
为了考察海产药物，李时珍还到过沿海各地；为了弄清卤碱，李时珍亲临卤地，在山西的平原和太谷、榆次的高地，在秋天都有卤碱，远望如水，近看如积雪。李时珍看到百姓将它刮下来熬成盐，稍微有苍黄色的就是卤盐。
李时珍深入各地，在群众智慧的海洋里，不断地获得真知，他广泛收集在民间流传的医药经验，并将之记入《本草纲目》之中，使之登上了“大雅之堂”，千古流传。如民间流传的“七叶一枝花，深山是我家，痈疽若遇者，一似手拈拿”，说明了蚤体即七叶一枝花的解毒功效。
在1565年以后，李时珍作过多次旅行，持续达数年之久，采药范围遍及大江南北。除了湖广地区外，他还到过江西、南直隶（现在江苏、安徽）的好多地方。
李时珍在均州（现在湖北省均县）太和山（即武当山）的一段长时间旅行，收获极大。
太和山是一座未经樵采的深山。山上草木茂盛，古木参天。这里遍地都是药材，是一个天然药库。李时珍在这里流连忘返。白天，他奔波在危岩耸壁之间，挖掘药物。晚上，就寄宿在猎户的小屋里，与他们谈论太和山里药材的情况，或得到一两个治病的单方。
在这里，他把自己熟悉的药用植物和矿物重新对照，反复研究，进行辨认。同时，也找到不少从未见到过的药物，如九仙子、朱砂根、隔山消、榔梅等，为研究这些药物的药性，提供了实物标本。
关于榔梅，李时珍还有这样一段经历。
榔梅产于太和山亚龙宫北面的一个山头上。它的树干看上去是榔榆木，果实像梅子。榔梅很可能是古代人民培育的一种变了形的榆树果子。但是，五龙宫的道士为了讨好当时的皇帝，每年都要采摘回来用蜜汁腌好，作为贡品献上去。他们献媚说：这是“仙果”
吃了会“长生不老”。并且编造了一个神话，说什么这是神仙贞武修炼时把梅树插在榆树上接活的，以附会“会果”的谬说。当地官府下了禁令，不许其他人去采摘。
李时珍自然不相信这些骗人的鬼话，他要亲自尝尝榔梅的滋味，研究它的真实价值。他在深更半夜，冒着生命危险，亲自到山头上采摘了一枚，加以研究，揭穿了这种“仙果”的秘密。在笔记本上，李时珍记下了他的感受：榔梅只不过可以生津止渴，并没有什么特别神奇之处。
李时珍对在各地的所见所闻，都认真地记录下来。
李时珍采访渔民，记录鳣鱼的生活习性和捕猎方法，说“渔人以小钩近千沉而取之，船即随着鳣鱼航行几天后，等到鳣鱼困惫之后，才敢将它打捞上来”。
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