І. М. Сєченов вивчав центральне гальмування: гальмівну дію зорових горбів в головному мозку при їх подразненні на рефлекторну діяльність спинномозкових нервів. Ці центри гальмування отримали пізніше назву «сеченовских центрів». Вивчаючи обмін газів крові у зв'язку з диханням, В. М. Сєченов прийшов до висновку про роль гемоглобіну крові в перенесенні кисню і вуглекислого газу. Ці його роботи стали відправним пунктом подальших досліджень газообміну в умовах зниженого і підвищеного повітряного тиску; сучасна авіаційна фізіологія і медицина (кисневе забезпечення висотних польотів), регулювання праці водолазів, шахтарів, кесонних робітників і ін. виникли на цій основі.
Основні принципи матеріалістичної фізіології Сєченова знаходять вираження в таких її положеннях: «Всі акти свідомого і несвідомого життя за способом походження суть рефлекси»; «організм без зовнішньої середи, що підтримує його існування, неможливий; тому в наукове визначення організму повинна входити і середовище, що впливає на нього».
Матеріалістичний напрямок наукової діяльності В. М. Сєченова, його зв'язок з передовими громадськими колами, особливо з Н. Р. Чернишевським, послужили причиною його переслідування дарскими владою.
В кінці життя В. М. Сєченов вивчав питання фізіології праці, поклавши початок цієї нової галузі науки.
Серед численних учнів і продовжувачів В. М. Сєченова були Н. Е. Введенський, М. Н. Шатерников, В. О. Пашутін. Пашутін з'явився одним з основоположників патологічної фізіології (загальної патології).
Розробив і послідовно застосував природничонауковий об'єктивний метод вивчення життєвих функцій В. П. Павлов (1849-1936). З його ім'ям пов'язаний «нервизм»- вчення про визначальної ролі центральної нервової системи в організмі.
З російських учених-медиків В. П. Павлов відзначав вплив на його вчення клініциста С. П. Боткіна і В. М. Сєченова - автора «Рефлекси головного мозку». Першими великими працями І.П. Павлова «Відцентрові нерви серця» (1883, дисс.) і «Роботу головних травних залоз» (1897). За цим послідувало двадцятирічне вивчення вищої нервової діяльності, закінчене в роки радянської влади.
І. П. Павлова характеризує наступне положення: «Природознавство - це робота людського розуму, зверненого до природи і досліджує її без будь-яких тлумачень і понять, запозичених з інших джерел, крім самої природи».
Значний, багатий здобутками період діяльності В. П. Павлова (близько 20 років) припадає на час після 1917 р. До цих років належить плідна діяльність створеної ним великої школи радянських фізіологів, а також багато клінічних робіт, побудованих на основі вчення В. П. Павлова і його школи (див. нижче).
В період імперіалізму розвиток ідеалістичних течій - фаталістичних, агностических та ін. - у філософії позначилося і на науці, в тому числі на фізіології. Найбільшими фізіологами в цей період були Р. Гельмгольц (1821 -1894) - багатосторонній вчений-фізіолог, фізик, психолог, автор великих досліджень по теплоутворення, з фізіології органів чуття, особливо зору, творець офтальмоскопа - і Е. Дюбуа-Реймон (1818-1896)- творець електрофізіології. Стоячи в основному на позиціях природничо-історичного матеріалізму, вони виявляли коливання між матеріалістичними і ідеалістичними поглядами. Відомо агностическое положення Дюбуа-Реймона: «Ми не знаємо і знати не будемо» (був невігласом et ignorabimus).
Вплив відкриттів у фізіології позначалося на всіх галузях медицини. Але особливо цей вплив відчувала анатомія (морфологія); практично вона була злита з фізіологією до середини 19 століття, коли одні і ті ж вчені працювали в обох цих галузях. Так, чеський анатом і фізіолог В. Прохаска (1749-1820) вивчав будову і функції нервової системи. Він підсумував свої дослідження в «Анатомічному трактаті про структуру нервів» (1779); в Празі і Відні нм засновані великі анатомічні музеї. Продовжувач В. Прохаски - чеський учений Я. Пуркіньє (1787-1869) з'явився основоположником мікроскопічної анатомії - гістології. Пуркіньє одним з перших (1825-1837) розробив вчення про клітинну будову рослин і тварин. Багато відкриття Пуркіньє названі його ім'ям, зокрема елементи, що відносяться до микроскопическому будові ока, до зоровим сприйняттям. У розробці гістології як науки велике місце зайняли роботи француза К. Біша (1771 -1802) «Загальна анатомія» та «Трактат про мембранах». Уявлення про клітину як найменшому елементі будови організмів розробляли Ф. Распайль (Франція), П. Ф. Горянинов (Росія), М. Шлейден і Т. Шванн (Німеччина).
Великий внесок у вітчизняну анатомію внесли П. А. Загорський, Е. О. Мухін, В. В. Буяльський. П. А. Загорскому (1764 - 1846) належить перше керівництво по анатомії в Росії (1802). Одночасно з Е. О. Мухиным (1766-1850) їм розроблялася російська анатомічна термінологія. Я. В. Буяльський (1789-1866) з'явився упорядником великих анатомічних атласів («Анатомико-хірургічні таблиці», 1828; «Малюнки ниркових судин», 1863, та ін), найкращих на той час у світовій літературі.
