Весна 1740 г. изменила его жизнь. Из Марбурга Ломоносов ненадолго перебрался в германский город Фрейбург, чтобы посещать университетские лекции но металлургии известного немецкого химика Фридриха Генкеля. Но профессор в своих взглядах явно придерживался устаревших теорий, в частности был яростным сторонником флогистонной теории, этим и разочаровал русского студента.

Однажды Ломоносов, не дождавшись конца лекции, выскочил из дверей университета, сожалея, что приехал во Фрсйбург. Он быстро шел по улице, занятый своими мыслями, и буквально налетел на очаровательную девушку, покупавшую цветы. Молодые люди познакомились, ее звали Елизавета Цильх. Вскоре они решили обвенчаться и сделали ото тайно, поскольку ее родные были против этого брака. Правда, молодым супругам пришлось на некоторое время расстаться — в 1741 г. Ломоносов вернулся на родину. Но через три года жена с их маленькой дочерью Катей приехала к мужу в Россию, здесь у них родилась еще одна дочь, Елизавета. Это счастливое для ученого время совпало с важной вехой в его судьбе — он был избран в число академиков и назначен в Петербургскую академию профессором химии.

Много времени и сил великий ученый отдал созданию Московского университета, даже выступил в роли архитектора здания. 

Началась новая эпоха в его жизни. Следующие одно за другим важнейшие открытия-Ломоносова в области физики, химии и астрономии имели огромное значение для становления западноевропейской науки.

Но были настоящие, честные деятели науки, которые по достоинству оценили достижения Ломоносова. Один из самых крупных математиков в истории науки Леонард Эйлер сказал о Ломоносове, что ему присуще «счастливое умение расширять пределы истинного познания природы». При содействии Эйлера Ломоносову удалось, наконец, добиться постройки химической лаборатории, в которой в первую очередь должен был производиться анализ проб минералов и различных руд. Мешки и пакеты с образцами в большом количестве поступали из различных областей России.

Преподавая в университете, Ломоносов столкнулся с явной нехваткой хороших книг, в которых знания по тем или иным предметам были бы наиболее полно и систематично изложены. Первым учебником физики на русском языке стал его перевод «Экспериментальной Вольфианской физики». И, что очень важно, этой работой ученый заложил основы русского научного языка.