Бехтерев считал, что «только наблюдение всей совокупности симптомов как психических, так и физических, та или другая смесь этих симптомов, их сочетание и течение, а равно и исследование всего организма с физической стороны и, между прочим, в отношении его наследственного и, в частности, семейного расположения, в отношении возраста и телесного и умственного развития, в отношении присутствующих в организме отклонений или его индивидуальных особенностей, в отношении ранее перенесенных физических и психических болезней, а также бывших ранее излишеств того или иного рода или иных отягчающих моментов, дают тот материал, при сопоставлении которого мы получаем возможность правильно оценить данное психическое заболевание».

Будучи заведующим кафедрой психиатрии, Бехтерев занимался диагностикой и лечением нервных болезней. Он был уверен, что «психическая деятельность находится в полной и безусловной зависимости от деятельности высших корковых центров нервной системы и их взаимных связей между собой, в то время как поражение других центров и проводников нервной системы обусловливает разнообразные нервные болезни». В связи с этим Бехтерев считал, что между нервными и психическими заболеваниями нет четкой грани. Эта мысль подтверждалась тем, что нервные болезни нередко сопровождаются психическими расстройствами, а при душевных заболеваниях могут выявляться и признаки органического поражения нервной системы.

Отношения с заведующим университетской кафедрой нервных болезней Д. П. Скалозубовым, ранее служившим в Московской полицейской больнице, складывались не лучшим образом. В Казань он приехал несколько раньше Бехтерева, но продвижение его по службе шло медленнее. Работать в университете он начал в качестве приват-доцента, а ординарным профессором стал позже Бехтерева на два года. Его раздражали кипучая энергия Бехтерева, быстро возрастающие авторитет и популярность молодого ученого, его успехи в науке. Предложение Бехтерева о совместных исследованиях он встретил холодно. Все это побудило Бехтерева для работы с неврологическими больными искать лечебные учреждения, не входящие в клиническую базу университета. Такими учреждениями стали Казанский военный госпиталь, Губернская земская больница, где Бехтерев одно время даже заведовал неврологическим отделением, и Покровская земская больница.

Проведенные в этих лечебных учреждениях клинические наблюдения легли в основу многих научных работ но невропатологии, выполненных Бехтеревым в период его пребывания в Казани. Наиболее известной из них стала его статья «Одеревенелость позвоночника с искривлением его как особая форма заболевания», опубликованная в 1892 году в столичном журнале «Врач». Описанное в этой статье впервые заболевание в настоящее время повсюду известно как «анкилозирующий спондилит», или «болезнь Бехтерева». Многие наблюдаемые Бехтеревым новые неврологические симптомы и оригинальные клинические наблюдения вошли в его двухтомник «Нервные болезни в отдельных наблюдениях», изданный в Казани в 1894-м и 1899 годах.

Работая в Казанском университете, немалый интерес Бехтерев проявлял и к вопросам психологии и философии. Психологические исследования систематически проводились в созданной им Психофизиологической лаборатории. Здесь накапливались материалы, которые впоследствии легли в основу разрабатываемого Бехтеревым нового направления в психологии. Некоторые свои воззрения того времени на. психологические и философские проблемы он высказал, в частности, в годичной актовой речи «Сознание и его границы», произнесенной на традиционном торжественном собрании в день 84-летия университета 5 ноября 1888 года. В этой речи Бехтерев сделал критический анализ трактовки сознания в трудах немецких философов Лейбница, Фихте, Герберта, психолога Вундта, определив его как своеобразное, обусловленное деятельностью материальной, нервной ткани явление. Сознание он рассматривал как особое интегральное качество психики и при этом уделял внимание развитию сознания в процессе жизнедеятельности человека и соотношению сознательного и бессознательного. В этом раннем выступлении Бехтерева уже можно было проследить «…непрерывную связь стихийного материализма естественников с философским материализмом, как направлением…» (В. И. Ленин). Бехтерева нельзя считать философом, но его научные концепции имели материалистическую направленность. Уже на ранних этапах своей деятельности он выступал как сложившийся стихийный материалист, подобно многим другим выдающимся представителям русской науки — таким, как Менделеев, Тимирязев, Павлов.

Бехтерев всю жизнь оставался противником проникновения в учебные и научные учреждения бюрократии, формализма, казенщины. Он не терпел вмешательства в преподавательскую и научную деятельность некомпетентных чиновников, готовых ради соблюдения установленной свыше формы душить любую инициативу, гасить не предусмотренную уставными положениями живую мысль. Это приводило к тому, что у Бехтерева нередко складывались достаточно натянутые отношения с администраторами. Так было и в Казани. Но если стоящие во главе университета лица не могли не оценить выдающихся деловых качеств Бехтерева, то «вознесенный» над ними попечитель учебного округа постоянно видел в нем лишь беспокойного, безмерно требовательного подчиненного, в любой момент способного к непредвиденным высказываниям и нежданным поступкам. Особенно же настораживало лояльное отношение ученого к «крамольным» поступкам и выступлениям студенческой молодежи, проявившееся, в частности, в период студенческих беспорядков 1887 года.

В 1887 году министр народного просвещения Делянов подписал распоряжение, ставшее известным как «циркуляр о кухаркиных детях», запрещавший принимать в гимназии «детей кучеров, лакеев, прачек, мелких лавочников и тому подобных людей». Так как в университеты принимались только лица, окончившие гимназии, то циркуляр делал университетское образование практически недоступным для выходцев из народа, а университеты становились фактически привилегированными учебными заведениями. Это обстоятельство, а также нагнетание в университетах чиновничье-полицейских порядков вызывали возмущение студенческой молодежи. В Казани 5 ноября 1887 года студенты бойкотировали традиционный торжественный акт. Особенно же активно повели себя их московские коллеги, выступившие с требованием о демократизации университетских порядков. В результате университет был закрыт, среди студентов проведены аресты.

28 ноября о событиях в Московском университете стало известно казанским студентам. 1 декабря на квартире студента Ветеринарного института А. Скворцова собрались представители студенческих землячеств. Они решили провести совместную сходку студентов университета и Ветеринарного института, составили тексты прокламаций и петиции, адресованной правительству.

4 декабря с утра из рук в руки стала распространяться отпечатанная на гектографе прокламация. В ней говорилось: «Казанские студенты! Неужели мы не встанем на защиту попранных прав наших университетов, неужели мы не выразим нашего протеста перед разыгравшейся во всю ширь реакцией?» Прокламация заканчивалась призывом к открытому протесту. Как писал позже в своих мемуарах один из свидетелей этих событий, студенческие беспорядки «в тот день начались самым буйным и неистовым взрывом». Большая группа молодых людей двинулась на сходку в Актовый зал университета. Закрытые на ключ двери распахнулись под напором толпы, и когда студенты уже начали сходку, явился ненавистный инспектор Потапов. Он стал требовать, чтобы студенты «очистили помещение», и при этом одного из них схватил за руку. Тогда студент Алексеев нанес ему звонкую пощечину. «Рубикон» был перейден. Представитель власти подвергся «оскорблению действием» и был выдворен из зала. После этого бунтари потребовали для объяснений ректора.

Испуганный происходящим, ректор университета профессор Н. А. Кремлев стал уговаривать студентов прекратить беспорядки и разойтись по домам. Вместо этого ему вручили петицию, адресованную министру просвещения. В ней говорилось: «Собрало нас сюда не что иное, как сознание невозможности тех условий, в которые поставлена русская жизнь вообще и студенческая в частности, а также желание обратить внимание общества на эти условия и предъявить правительству нижеследующие требования…» Студенческая сходка продолжалась около четырех часов.