在他行医救人时,他发现古代的本草书籍,“品数既烦,名称多杂。或一物析为二三,或二物混为一品”(《明外史本传》)。特别是许多毒性药品,竟被认为可以“久服延年”,而遗祸无穷。李时珍多次上书朝廷要求重整医书的资料,可惜并无回应,于是他便利用在良医所和太医院阅读的大量医籍和坚实的文史基础,亲自对中国历代有关药物学的着作进行了整理。
在编写《本草纲目》的过程中,最使李时珍头痛的就是由于药名混杂。往往弄不清药物的形状和生长的情况。过去的本草书,虽然作了反复的解释,但是由于有些作者没有深入实际进行调查研究,而是在书本上抄来抄去在“纸上猜度”,所以越解释越糊涂,而且矛盾倍出,使人莫衷一是。
于是李时珍在徒弟庞宪、儿子建元的伴随下,远涉深山旷野,观察和收集药物标本。除了不辞劳苦到各地采药及以自身试药,他还遍访名医宿儒,并到处访问渔夫、农夫等平民以搜集民间验方。他首先在家乡蕲州一带采访。
后来,他多次出外采访。除湖广外,还到过江西、江苏、安徽好多地方。均州的太和山也到过。盛产药材的江西庐山和南京的摄山、茅山、牛首山,估计也有他的足迹。
后人赵学敏在《本草纲目拾遗》为此写了“远穷僻壤之产,险探仙麓之华”的诗句,反映他远途跋涉,四方采访的生活。
1596年,也就是李时珍死了后的第三年,《本草纲目》在南京正式刊行。