由哈雷和哥廷根开始的尝试,最终由柏林大学完成。1806年,由于普法战争中的失败,普鲁士失去了包括哈雷大学在内的许多地方。战争的失败激起了德国人的创造力,他们奋发要求自己创立一个新的政府、一个新的军事系统和一种新的教育。德国著名学者费希特(Johann Gottlieb Fichte)冒着生命危险进行了14次公开演讲,呼吁国家当以普及教育为第一要务,要振兴德意志,必须通过普及教育唤醒民族精神。普鲁士国王腓特烈•威廉三世(Friedrich Wilhelm III)也表示“朕谨誓以最大的热忱,特别注意与我国民公共教育的事务……国家所有从物质力量失去的,必须从精神力量补回。”在这种背景下,1809年,威廉•冯•洪堡(Wilhelm von Humboldt)上书普鲁士国王,提议创建柏林大学。在普鲁士王国处于极端贫困的情况下,由于普鲁士国王威廉三世坚信创办柏林大学的主旨是用脑力补偿普鲁士在物质方面所遭受的损失,他仍然答应了洪堡的请求,每年为大学拨款15万塔勒,并选址在华丽的王子宫殿建立了柏林大学。
在推崇学术自由和把科研作为教授首要任务的革新过程中,德国大学出现了大学实验室这样融科研与教学为一体的科研机构。1820年,李比希(Justus von Liebig)在吉森大学建立了化学实验室。他打破了传统的自然哲学教学方式,编制了新的教学大纲,创造性地使理论教学与实验教学相结合,在完成理论教学的同时使学生在实验室中受到系统的训练,然后转入独立的研究阶段。这种将现代试验组织和教育有机结合的新机制很快在其它实验科学中得到推广。从而涌现出一大批将教学和研究结合起来的实验室,例如,柏林大学的物理实验室、莱比锡大学的生理学实验室和心理学实验室等等。在大学实验室里名师和他指导的学生共同致力于研究,有意识地进行科学信息的交流,逐步形成了紧密的关系网络,导致了一系列科学学派的出现,如李比希学派。科学学派的出现开辟了一个能在某个领域中审慎调配和加强力量,从而大大提高研究效率的时代。
洪堡的弟弟亚历山大•冯•洪堡(Alexander von Humboldt)也积极地提倡自然科学的研究。1828年,作为当时普鲁士皇家科学院的院士和柏林洪堡大学的名誉教授,亚历山大极力提倡研究自然科学,为此,他特意把巨著《宇宙》整理出版。并在柏林洪堡大学作了著名的名为《宇宙》的学术报告,从而使柏林洪堡大学出现了研究自然科学的高潮。洪堡兄弟既是他们所从事领域的著名学者,又是具有广泛影响的高瞻远瞩的政治家和思想家。赫尔曼•外尔曾将他们归于杰斐逊式的人物。