这时候，在电学方面，意大利人伙打发明了能产生持续电流的伏打电池。很快，善于接受新事物的贝采里乌斯也制造了一个伏打电池，并用来研究电流的生理学的和医疗的效用。利用这一装置，他成功地使一位残疾人的一只病手恢复了灵活性。对这些实验的体会成了他博士论文的基础。1802年5月，贝采里乌斯在乌普萨拉大学进行了公开的博士学位论文答辩，因而完成了获得医学博士学位所需的一切。同一年，瑞典皇家医学会任命了刚满23岁的贝采里乌斯为斯德哥尔摩医学院医学和药学讲师。从此，他开始了自己的教学生涯。
1807年，28岁的贝采里乌斯被任命为化学和药学教授。此时他所任教的医学院医疗系只有三个教授，因此，每个教授要开好几门课。贝采里乌斯开的是医学、植物学和药学的课程，不久以后他又开了化学课。在一开始，他的药学课很受学生们的欢迎，但来听他的化学课的人却是寥寥无几。这是因为，在当时的化学教授们讲课时只注重口头讲述而通常不进行任何演示和实验。这种化学教学法在许多大学中是有传统性的。只用口头评说各种物质的性质和组成，却不作化学反应的直观实验，不仅对于讲授来说是很困难的，就是对于学生们来说，这样抽象的化学课也是十分枯燥难懂的。因此化学课不受欢迎也就可想而知了。
贝采里乌斯力图改变这种局面。他在讲课中大大增加了实验次数，把直观的化学实验引入了课堂教学之中。不久，他上化学课的教室就逐渐挤满了前来听课的学生。他的这种化学教学法也很快被其它许多大学所采用。在进行紧张的教学活动的同时，贝采里乌斯也积极地投入到科研活动中。1802年，他进行了电化学的研究，1803年2月，他将研究成果总结成一篇论文，这篇论文包括了贝采里乌斯以后提出的电化学理论的全部基本原理。同一年，贝采里乌斯与本国化学家赫新格尔在进行化合物分解的研究过程中，共同发现了化学新元素铈，同时也精确地测定了这种新物质的性质。就这样，在此以前默默无闻的24岁的雅各布?贝采里乌斯在化学界出了名。
1806―1818年，贝采里乌斯与赫新格尔编辑出版了期刊《物理、化学和矿物学丛刊》，这本刊物在物理学、化学界的影响日益加深，贝采里乌斯也经常在这一刊物上发表自己的各种研究成果。 在1806年，贝采里乌斯自己动手编写了生理化学教科书。就在这一年，他第一次把“有机化学”的概念引入了教学之中。1808年，他着手编写了《化学教科书》一书，这是日后许多国家的几代化学家都学过的一部教科书，对科学的发展做出了巨大的贡献。从1807年开始，在以后的6年中，他还进行了测定各种盐、酸、氧化物与其他物质组成的基础的研究。
由于贝采里乌斯对科学界与教育界的贡献巨大，在1808年，他被选举为瑞典科学院院士，1810年又被选举为瑞典科学院院长。工作繁重的贝采里乌斯对于这种种的荣誉并没有看得太重，他依然脚踏实地地进行自己的科研与教学工作。
作为一位科学工作者，贝采里乌斯非常注意了解世界各国最新的科学研究进展，他积极与外国科学家们进行不断的联系，这进一步扩展了他科学观点的广度与深度。还是在科学活动的初期，他就已经同许多著名的学者，比如法国的贝尔托勒、英国的戴维等人建立了通信联系。1812年夏，贝采里乌斯应英国皇家学会会长戴维的邀请，访问了英国皇家学会，通过戴维的介绍，他还结识了学会的许多杰出的代表人物。在以后的5个月中，贝采里乌斯与戴维进行了共同的化学研究，取得了许多共识，并且互相纠正了对方的一些错误观点，进一步加深了他与戴维的学术联系。1818年春天，贝采里乌斯由于过度疲劳而生病了，医生和朋友们都建议他能够暂时停止化学研究，到外国进行旅行疗养。他听从了劝告，作了长时间的出国旅行，访问了英国、法国、瑞士和德国。旅行期间，他又结识了欧洲的许多大学者。他在法国巴黎呆了10个月，与法国学者们相互交流了研究课题，贝采里乌斯从中得到了许多非常有益的启示。1820年10月，他回到了斯德哥尔摩，又开始了新的科学研究。
此时的贝采里乌斯，已经成为世界著名的学者。他研究的范围极广，化学上的大问题几乎没有一个没有参加研究过。
为了更好地总结当时科学的发展情况，从1821年开始，他着手出版《物理、化学进展年报》。直到他逝世，年报一共出版了27期，这些年报是19世纪上半期有关化学、物理学和矿物学方面最具权威性的文摘性刊物。
