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.