第三次乡试不中，似乎也在意料之中。不过李时珍生性好强，心里总觉得不是滋味，显得闷闷不乐。李夫人见他这几日茶饭少进，便有些焦急，让丈夫去宽慰宽慰时珍。李言闻起身来到书房，见时珍正在读《脉诀》。他笑吟吟地拍着时珍的肩膀问：“还考不考举人哪？”时珍忙说：“不考了，不考了！”李言闻又假装生气地问：“怎么不考了？”“我考过五次，你不是只考了三次吗？”李时珍见父亲生气，吓得跪了下来，低声央求道：“爹，我真的不考了，我不想再做这种误人的文章了，让我随你老人家学医吧！”李言闻听罢，哈哈大笑了起来：“我早知道你的心思了！起来吧！”边说边转身从书柜里拿出一大摞医书，撂在桌上，对李时珍说：“这些书你慢慢读吧，有不明白的地方可以问我。”时珍喜出望外，连连点头。
待父亲走出书房，他迫不及待地去翻阅这堆书籍。里边有些书，像《素问》、《灵枢》、《伤寒论》、《金匮要略方论》等他早已读过了，当然也有他没读过的。现在对他来说，不管是读过的还是没有读过的，都想好好地再读一遍。当天晚上，吃饭的时候，他吃得格外地香。李夫人在一旁看了，瞧着丈夫微笑。她也知道李时珍一直想弃儒学医，这下准是丈夫答应了他。
李时珍一抛开八股文，可来劲了，他如饥似渴地读着这些医书，不到两个月，竟把这几十本书全都从头至尾地读了一遍。李言闻知道后，暗自想：“这孩子的心全在医学上啦，他会成为一个好医家的。”不过他还是对李时珍说：“当个医生容易，但是要当个好医生可不容易。庸医杀人不用刀，你可得记住呀！”又说：“曾经有人说过这样一句话：读医书三年觉天下无病不可医，待治病三年方知天下无方可用。这对你们年轻人来说，意味深长呀！”这句话的意思是，有些人只读了三年医书，就觉得自己什么都会了，什么病都能治了，但当真正治病的时候，才知道自己什么都不会，连张像样的方子也开不出来。这番话，李时珍听了很是感动，心中自语：“这真是金玉良言。”便对父亲说：“你老人家放心，为儿的一定要做个好医生。”父亲对这一点已深信不疑，但为了教导孩子，他又严厉地说：“做个好医生不是光读几本医书就行了。医学的道理极深，上及天文，下及地理，旁及风土人情，你还得多多读书。”时珍唯唯应允。
却说李时珍的祖父，也是个读书人，故而父亲李言闻早年就能博读经史，只因他仕途失意而以医为业。这样的人家，家中自有众多藏书。只是这二十三年，李时珍苦于科举考试，所读之书难免局限。那些医书也是出于他所好而读上几本。现今他可摆脱了《四书》、《五经》，而且从医书中悟出了不少道理，正像父亲李言闻所说，医学涉及阴阳五行、五运六气、日月星辰等等。于是他广泛阅读各种书籍，包括天文历法、历史传记、程朱理学、文字声韵、农圃、占卜等。只要他身边有的，他都拿来读。这些书不读则已，一读却着了迷。他经常逐字逐句地推敲其中的含义，还作了不少摘录、心得。
1543年（明嘉靖二十二年），李时珍二十六岁，吴氏夫人生下了第一个儿子，取名建中。这建中也是自幼聪颖，后来考中举人，出任四川蓬溪县知县，又升为云南永昌府通判。
李时珍虽然添了个儿子，但吴氏勤快、能干，把孩子照料得很好，不让时珍分心，让他好好读书。
李时珍这样埋头苦读，一晃竟过了七八年，李言闻这才让他跟随自己学医。时珍一入医门，他的聪明才智便显了出来。加之读了这几年书，受益匪浅。所以在学医时，只要父亲一指点，他马上就能领会。没隔多久，在诊病时对于病人面色的青赤黑紫、脉象的浮沉迟数或者长短紧弦、舌苔的黄白厚薄都能辨得清清楚楚。父亲见他掌握医道如此神速，心中也不得不称赞。
有人不禁会问：时珍这般聪明，怎么连个举人也考不上呢？这里面自有道理：其一，李时珍对那八股文丝毫不感兴趣，自然不会在这上面多动脑筋。其二，一个人天资聪明也不是样样都能争到第一的。记得三四十年前，上海出了个胡荣华，他十六岁时参加全国象棋比赛，一路搏杀，把棋坛闻名的老将一个个斩下马来，一举夺得冠军。当时全国轰动，都称他为神童。确实，他一下象棋，这“神”就显了出来，居然十年保持不败，连拿五届冠军。但是这位神童下起围棋来就不怎么样了，什么名次也没拿过。
李时珍也是这样，在科举考试中发挥不出他的才智。其三，明朝的科举考试不免有些黑幕。那种八股文章说好就好，说差就差，全凭考官臆断。那些“聪明人”让考官得些好处，这文章也好了起来。别说举人了，就连官位也可以买得到。李言闻为人正直，不愿走这邪门歪道，自然得不到照顾了。所以，李时珍没考中举人也不足为奇。而他父亲却说，这是天意。他说这孩子出生时自己曾做梦见到白鹿衔着灵芝进到屋来，原来这“鹿”是功名利禄的“禄”呀，指明这孩子在功名利禄上是白忙一场。这灵芝却是治病救人的仙草，所以命中注定他要走治病救人的这条路。这当然是李言闻自圆其说。
李言闻教时珍学医，倒也有一套办法。病人来了后，让病人把两个手都放在脉枕上，他诊左手脉搏时让李时珍诊右手，他诊右手脉搏时让李时珍诊左手。再让李时珍仔细看舌象，仔细听病人讲述病情，然后打发李时珍进里屋去试着开药方，等着他自己开完药方后，趁空暇便把那药方拿来比较，一一发问，一一讲解。这使李时珍进步很快。
有一次来了个年轻病人，李言闻像往日一样地让李时珍诊脉察舌，听病人诉说病情。待自己开完药方后，便把时珍叫来，拿起时珍开的药方一看，上面只写着二味药：葱白十四茎，豆豉半斤。李言闻一看就明白了，心中暗暗叫好。但他还是发问了：“怎么就这二味药？”时珍不慌不忙地回答：“这病家身体强壮，脉洪，舌苔薄白，诉说头痛发热，只是受了风寒而已。这葱白和豆豉两味药合用，名曰葱豉汤，孩儿在《肘后备急方》中见过，想所治症候颇合，故用此汤。”又说：“孩儿数年前的那场大病，父亲不是只用一味黄芩就将孩儿的性命救了过来吗？我想这葱白、豆豉，药虽简单，但治这病人的病症是再精当不过了。”“用药如用兵，不在于多，而在于精嘛！”李言闻听他这么一说，笑得合不拢嘴来，用手捋着胡须，把头点个不停。李时珍见父亲只是一个劲地笑，却不言语，急得忙问：“这对不对呀！”李言闻答道：“对！对！为父用的也是这葱豉汤。”只过了一天，这病人便来道谢：“谢您老了，不想您老开这么简单的药还真灵验，瞧！这不是没事了吗。”时珍在旁听了也觉高兴。
后来李时珍治病常常用单方。一次替一个五十多岁的老汉诊病，这个老汉腹泻已经有半年多了。刚发病时，一天只是泻二三次，这老汉也不在意。谁知这病老不见好，过了两三个月后，腹泻次数增多，一天要拉上四五次，吃了些药一点儿效果也没有，人也一天天消瘦下去。这十来天又叫唤肚子痛，躺在床上已不能下地，病势垂危，儿孙们估计这老汉活不了几天了，便备好棺木，只等料理后事。但老汉的老伴却抱着最后一线希望前来请李时珍救治，李时珍诊了病，沉思片刻，只开了延胡索一味药，嘱咐研成粉末，用米汤送服三钱。药服下后，不到半个时辰，老汉腹痛就减轻，再过一会儿，不再叫唤，居然安然入睡。第二天，他家中人又来请李时珍，李时珍说：“只要肚子不痛了就无妨，只需调理半月即可。”后果然如他所言，老汉得以痊愈。
又有一次，一家人请他诊病，他一进这家门内，只见一个男子双手抱着肚子在床上翻腾，口中不断地叫唤：“哎唷、哎唷……胀死我了，胀死我了！”一会儿又叫：“痛死我了，痛死我了……我不想活了……”李时珍刚走到床边，这男子又叫嚷要解小便。家中人忙把尿盆拿来接着。李时珍见他解出的小便又浑又红，心中已明白了几分。待诊过脉，便开了血余炭二钱，并让病人家中人买上两段鲜藕，说道：“切上几片鲜藕，捣碎后绞出汁来，每次用血余炭二钱，用这藕汁调和后服下，每天服三次。”待李时珍走后，这病家将信将疑，但见病人痛苦的样子，也只有试一试了。结果第三天小便就变得清澈，肚子胀痛也随之消失，这些都是李时珍单独行医时候的事儿。