Бехтерева, однако, реформа академии затронула мало. Он и так уже три года носил форму военного врача, в клинике же душевных болезней, где он тогда работал, все в обновном оставалось по-прежнему, если не считать того, что всем сотрудникам пришлось облачиться в форменные мундиры. Однако 1881 год и в биографии Бехтерева оказался знаменательным: 4 апреля молодой ученый на заседании Конференции академии успешно защитил диссертацию на степень доктора медицины.
Целью диссертационной работы, как писал Бехтерев, было желание «проследить отношение между явлениями психической жизни больных и состоянием их температуры тела в связи с другими явлениями, замечаемыми со стороны физической сферы…». В процессе исследования было изучено 60 больных с различными формами психопатологии. При этом обращалось внимание на колебания температуры тела больных в разные периоды болезни, выявлялись температурные и другие вегетативные асимметрии. В процессе работы температура тела больных измерялась с высокой степенью точности (до 0,05 градуса).
Параллельно в эксперименте изучались изменения температуры тела у собак, которым через трепанационное отверстие в черепе наносилось раздражение различных зон коры больших полушарий.
Проведенные исследования позволили Бехтереву высказать следующие положения: 1. В коре мозга «существуют области, которые, будучи связаны с сосудодвигательной системой, имеют влияние как на образование тепла в теле, так и на потерю его с поверхности, и, следовательно, на регуляцию тепла в организме… 2. Эти термически действующие области в мозгу человека, так же как и у животных, помещаются в соседстве с психомоторными центрами». Рассматривая психические болезни как несомненное следствие расстройства функций мозга, Бехтерев ожидал, что при них могут быть объективные признаки, указывающие на возникающие в связи с поражением мозга изменения состояния различных органов и тканей. Своей диссертационной работой он подтвердил это положение, укрепив таким образом позиции сторонников материалистической основы психических болезней. В выводах диссертации Бехтерев писал и о том, что исследование температуры тела у душевных больных может иметь и определенное диагностическое значение. При этом он указывал наиболее характерные изменения температуры тела при определенных формах психопатологии.
Диссертация Бехтерева, являвшаяся его первой большой клинико-экспериментальной научной работой, подтверждала представления Сеченова и Боткина о роли нервной системы в жизнедеятельности всего организма, составившие фундамент учения о нервизме. Вскоре после защиты она была издана в виде монографии на русском и немецком языках.
В связи с заключением в июне 1881 года Берлинского договора между Россией, Германией и Австро-Венгрией несколько спало сохранявшееся после русско-турецкой войны напряжение в Европе. Это дало возможность Бехтереву и другим врачам, рекомендованным в институт для подготовки научных кадров, попасть наконец в это учреждение, призванное обеспечивать повышение квалификации лучших питомцев академии. Бехтерев к тому времени был уже доктором медицины. Осенью того же года по предложению Мержеевского он одновременно со своим коллегой по клинике доктором Эрлицким подал в Конференцию академии прошение о допущении к соисканию звания приват-доцента. Предварительное рассмотрение кандидатуры Бехтерева было поручено комиссии в составе профессоров Мержеевского, Пашутина и Кошлакова. Комиссией кандидатура Бехтерева была признана «заслуживающей уважения», и 20 ноября Конференция решила допустить конкурента к чтению пробных лекций.
Соискателю звания приват-доцента полагалось прочитать на заседании Конференции две пробные лекции; тему одной из них выбирал сам соискатель, другая же читалась по заданной Конференцией теме. Первую лекцию Бехтерев прочитал по одному из вопросов клинической невропатологии, вторую — по психиатрии и в результате получил искомое звание приват-доцента. После этого ему разрешили чтение лекций по диагностике нервных болезней студентам пятого курса.
С июля 1883 года в связи с выслугой лет на 83 рубля 35 копеек повысился годовой оклад Бехтерева. А кроме того, семейный бюджет вскоре (с марта следующего года) пополнило жалованье по должности младшего врача психиатрической клиники. Занимавший ее врач Черемшанский стал директором одной из петербургских больниц. Освободившееся же место предложили Бехтереву.