Летом 1866 года Джеймс прошел краткосрочную интернатуру в больнице общего профиля в Массачусетсе. Вернувшись к занятиям медициной, Джеймс начал верить в то, что ступил на стезю медицины для того, чтобы стать психологом. И весной 1867 года он еще раз прервал свои занятия на продолжительный срок.
Как оказалось, весна 1867 года положила начало нескольким годам душевных и физических мук Джеймса. В этот период он испытал приступы серьезной депрессии, но его гибкая натура помогла ему сохранить общее психическое здоровье. В какой-то момент частые боли в спине привели Джеймса в Германию с целью начать принимать ванны для облегчения болей. Но, помимо указанной, у Джеймса была еще одна причина для этой поездки. Медицинские занятия привели его к знакомству с германской экспериментальной физиологией, которая заинтересовала Джеймса; он решил посмотреть, что происходит в германских лабораториях, и одновременно усовершенствовать свой немецкий язык.
Приехав в Европу, Джеймс отложил прием ванн на несколько месяцев и все это время с увлечением посещал художественные галереи и театры. Его письма тех лет отражают перепады между периодами, когда к Джеймсу возвращались силы и он посвящал время чтению французских романов и философских произведений, и периодами плохого самочувствия, отмеченными меланхолическими размышлениями, ощущением бесцельности существования и сомнениями в правильности избранной профессии. С точки зрения психологии, можно было бы предположить, что основной конфликт натуры Джеймса заключался в том, что Джеймс колебался между бескомпромиссным спиритуализмом своего отца и собственным признанием того, что научный детерминизм в том виде, в каком его преподавали в Научной Школе Лоуренса, может иметь смысл, по крайней мере, в некоторых обстоятельствах. Джеймс рассматривал вселенную как нечто незавершенное и пребывающее в непрерывно меняющемся состоянии, что сильно затрудняло интерпретацию человеческого опыта. Детерминистский взгляд затруднял поиски смысла жизни; ценности идеалистов находились на таком абстрактном уровне, что не могли иметь никаких точек соприкосновения с реальностью современного мира. Хотя Джеймс признавал ценность детерминистского мировоззрения, он не мог принять детерминизм, не дававший удовлетворительного объяснения понятию зла. Если зло нельзя преодолеть, хотя бы частично, то верить в то, что единственный выход заключается в абсолютном пессимизме, просто цинично. Если Бог сотворил зло только для того, чтобы затем искоренить его, то человеческая воля есть не что иное, как фикция, а жизнь есть не что иное, как царство скуки. Джеймс нуждался в компромиссе, и его последние произведения свидетельствуют о том, что в конце концов он отыскал для себя такой компромисс. В своих произведениях Джеймс предлагает миру прагматичную философию, которая, как он надеялся, поможет сблизить противоречивые взгляды.
Тем временем Джеймс пытался найти для себя лично нечто такое, во что он мог бы верить и что помогло бы ему вытянуть себя из душевной депрессии. Он нашел частичное решение проблемы в работах французского философа Ренувье, которого он позже окрестил «эмпириком-недетерминистом». Определение свободной воли, данное Ренувье — «придерживаться мысли «потому что я так захотел» — несмотря на то, что у меня могут быть и другие мысли», — дало Джеймсу точку опоры. Первым актом свободной воли со стороны Джеймса явилось то, что он уверовал в свободную волю. Впоследствии, рассказывая о компромиссе Джеймса, А. Дж. Эйер писал, что Джеймс «воспользовался преимуществом быть реалистом в отношении любых фактов и практических проблем и идеалистом в отношении морали и теологии».
Месяцы, проведенные Джеймсом в Европе в 1867–1868 годах, не избавили его ни от болей в спине, ни от раздумий о будущем, однако увлеченное чтение литературных и философских произведений принесло ему несомненную и огромную пользу. Кроме этого, по мере того как поправлялось в Берлине его здоровье, Джеймс посещал лекции по физиологии Эмиля Дю Буа-Реймонда и приступил к выработке идей о том, как подойти к психологическим вопросам с точки зрения физиологии. Первым шагом в достижении этой цели являлось получение медицинской степени.