题，首先在药物分类上是“草木不分，虫鱼互混”。比如“生姜”和“薯蓣”应列菜部，古代的本草书列入草部；“萎蕤”与“女萎”本是两种药材，而有的本草书说成是一种；“兰花”只能供观赏，不能入药用，而有的本草书将“兰花”当作药用的“兰草”；更严重的是竟将有毒的“钩藤”当作补益的“黄精”。李时珍认为古代本草书上那么多的错误，主要是对药物缺乏实地调查的结果。
宋代以来，我国的药物学有很大发展，尤其随着中外文化交流的频繁，外来药物不断地增加，但均未载入本草书。李时珍认为有必要在以前本草书的基础上进行修改和补充。这时，李时珍已经35岁了。
过了五年，朝廷下了一道诏书，要在全国选拔一批有经验的医生，填补太医院的缺额，武昌的楚王朱英燎，推荐了李时珍。李时珍认为北京是明王朝的京都，那里不仅聚集了全国重要的医药书籍，还可看到更多的药材，这对修改本草书是一个极好的机会。李时珍接受了楚王的推荐，4l岁进入北京太医院，并担任了太医院院判的职务。
明世宗朱厚熜是一个昏庸透顶的皇帝。他一心追求长生不老的仙丹药，还想做神仙。太医院中的医官们，为了迎合朱厚熜的需要，不仅向全国各地收集“仙方”和“丹方”，同时又翻遍了历代本草书，企图从中获得长生不老之药。有的医官说“久服水银，可以长生不死”，有的医官说“炼食硫黄，可以长肌肤益气力”；有的说“灵芝是仙草，久食可以延年益寿”。李时珍听到这些无稽之谈，更下定决心准备修改本草书。
李时珍利用太医院良好的学习环境，不但阅读了大量医书，而且对经史百家、方志类书、稗官野史，也都广泛参考。同时仔细观察了国外进口的以及国内贵重药材，对它们的形态、特性、产地都一一加以记录。过了一年左右，为了修改本草书，他再也不愿耽下去了，借故辞职。
在回家的路上，一天，李时珍投宿在一个驿站，遇见几个替官府赶车的马夫，围着一个小锅，煮着连根带叶的野草，李时珍上前询问，马夫告诉说：“我们赶车人，整年累月地在外奔跑，损伤筋骨是常有之事，如将这药草煮汤喝了，就能舒筋活血”。这药草原名叫“鼓子花”，又叫“旋花”，李时珍将马夫介绍的经验记录了下来。写道：旋花有“益气续筋”之用。此事使李时珍意识到修改本草书要到实践中去，才能有所发现。
李时珍为了修改本草书，对各种医书上的不同记载进行调查研究，为了搞清形态相似的苹、水萍和萍逢草，曾到家门口的雨湖，还到较远的马口湖、沿市湖、赤东湖进行采集，耐心观察比较，终于纠正了本草书上的长期混乱。
为了搞清白花蛇的形态，验证书本记载，李时珍来到了蕲州城北的龙蜂山捕蛇（白花蛇为蕲州特产），只听得有人唱道：“白花蛇，谁叫尔能辟风邪，上司索尔急如火，州中大夫只逼我，一时不得皮肉破”。随着歌谣而来的是几个肩背竹篓的捕蛇人，他们正朝着几棵石楠藤走去，据说白花蛇爱吃石楠藤的叶，所以石楠藤也就成了白花蛇的“家”，日夜盘缠在石楠藤上。捕蛇人发现白花蛇后，立即从地上捞起一把沙土，对准白花蛇撒去，说来也奇，白花蛇遇到沙土，真象面粉遇水一样，缩成了一团，捕蛇人立即上前用木叉往白花蛇的颈部叉去，另一手抓住蛇体的后部，这时白花蛇再也施不出威力来了。李时珍定前去仔细观察了白花蛇的形态，只见蛇头大似三角形，嘴里长着4只长牙，背上有24块斜方格，腹部还有斑纹，与一般的蛇，确实不一样。接着，捕蛇人格蛇挂在路旁的小树上，用刀剖其腹，去其内脏，盘曲后装进了竹篓筐，据说，将蛇烘干后，才能当药用。李时珍记录了捕蛇过程中的每一个细节活动，不仅补充了本草书，也为后来编写《白花蛇传》，提供了重要材料。几年后，李时珍又根据白花蛇的祛风特性，制成了专治半身不遂和中风的“白花蛇酒”。据现代药理分析，证明白花蛇的提取物，具有镇静、镇痛，扩张血管和降压作用。
穿山甲又叫鲮鲤，根据陶弘景著《本草经集注》的记载，穿山甲是一种食蚁动物，它“能陆能水，日中出岸，张开鳞甲如死状，诱蚁入甲，即闭而入水，开甲蚁皆浮出，围接而食之。”穿山甲的生活习性果真是这样吗?为了弄清这个问题，李时珍跟随猎人进入深山老林，进行穿山甲解剖，发现该动物的胃里确实装满了未消化的蚂蚁，证明了本草书的记载是正确的。但李时珍发现穿山甲不是由鳞片诱蚁的，而是“常吐舌诱蚁食之”。他修订了本草书上关于这一点的错误记载。同时他又在民间收集了穿山甲的药用价值，记载了一段“穿山甲、王不留，妇人食了乳长流”的顺口溜。
有人说，北方有一种药物，名叫蔓陀罗花，吃了以后会使人手舞足蹈，严重的还会麻醉。李时珍为了寻找曼陀罗花，离开了家乡，来到北方。终于发现了独茎直上高有四、五尺，叶象茄子叶，花象牵牛花，早开夜合的蔓陀罗花，他又为了掌握蔓陀罗花的性能，亲自尝试“乃验也。”并记下了“割疮灸火，宜先服此，则不觉苦也”。据现代药理分析，蔓