Вернувшись в Россию, Мечников быстро включился в университетские дела и снова возобновил борьбу за привлечение в университет лучших русских естествоиспытателей. Он стал настойчиво звать в Одессу Александра Онуфриевича Ковалевского. В письме к нему Илья Ильич писал: «С «гражданской» точки зрения Ваше присутствие здесь будет иметь большое значение: мы здесь можем что-нибудь делать только в том случае, когда «нас» будет несколько человек; чем больше, тем лучше. Будучи же в Киеве совершенно уединенным, Вы не в состоянии ничего поделать в совете. Если бы Вы были здесь, то вся наша компания уже могла изобразить собой силу… Приезжайте же, милый Александр Онуфриевич, и отведем вместе душу».
Мечников снова много общается с Сеченовым. Иван Михайлович в своих воспоминаниях обращал внимание на высокую талантливость и сердечность своего молодого друга: «Насколько он серьезен и продуктивен в науке – уже тогда он произвел в зоологии очень много и имел в ней большое имя, – настолько же жив, замечателен и разнообразен в дружеском обществе… Сердце у него стояло в отношении близких на уровне его талантов. Без всяких средств, с одним профессорским жалованьем, он отвез свою первую жену на остров Мадейру, думая спасти ее, а сам в это время отказывал себе во многом и ни разу не говорил об этом ни слова».
22 апреля 1873 года Илья Мечников похоронил жену. Он был на грани полнейшего душевного расстройства, уничтожил свои бумаги – ценнейшие труды и документы. Мечникова охватила глубокая депрессия.
Сеченов писал ему в эти дни: «Ради самого Создателя, берегите себя, милый, дорогой Илья Ильич. Поверьте слову, что от Вашей деятельности в университете будет зависеть уже не процветание здешнего естественного факультета, а спасение его: теперешние руководители так и тянут университет в сторону уездного училища, а я, по сущности своей природы, сделать против этого ничего не могу, тогда как у Вас в руках есть страшное средство обуздывать гадин – насмешка. Умоляю Вас еще раз быть благоразумным и беречь себя».
Но Мечников уже держал в кармане пузырек с морфием и был близок к самоубийству. Он дважды пытался покончить с собой, но остался жив. Ему хотелось умереть, однако судьба распорядилась иначе. Илье Ильичу было всего двадцать восемь лет, и впереди, как оказалось, были еще долгие десятилетия борьбы, поражений и успехов, яркой и плодотворной жизни.
Спасала Мечникова работа. Почти вся его 11-летняя профессорская деятельность в России, за исключением нескольких месяцев петербургской доцентуры 1868–1869 годов, связана с развитием Новороссийского университета. В Одессе Илья Ильич сразу занял видное положение, как в университете, так и в общественной жизни города и быстро приобрел популярность.
Один из учеников и сотрудников Мечникова, микробиолог Бардах, впоследствии так писал о нем: «Великолепный лектор, излагающий самые сложные, запутанные вопросы науки с удивительной ясностью, – он славился своей чрезвычайной простотой, доступностью и главным образом своей любовью к учащейся молодежи… Весь – движение, с характерным жестом правой руки, отставленной немного вбок; бурным потоком льется его страстная речь, освещаемая и демонстрациями, и рисунками; цветные мелки так и мелькают в руках – и вот на доске прекрасный наглядный рисунок по истории развития какого-нибудь червя или асцидии. Чрезвычайно картинное изложение. Блестящие неожиданные сравнения, выхваченные прямо из жизни, поражающие своей меткостью и образностью. Его слова захватывают и поднимают на, казалось, недосягаемые высоты научной мысли, знакомят с последним словом биологии, но слово это проходит через его острую глубокую критику».
Для характеристики Мечникова в период его жизни и работы в Одессе интересны замечания и оценки И. М. Сеченова: «Из всех молодых людей, которых я знавал, более увлекательного, чем молодой И. М., по подвижности ума, неистощимому остроумию и разностороннему образованию я не встречал в жизни. Насколько он был серьезен и продуктивен в науке – уже тогда он произвел в зоологии очень много и имел в ней большое имя, – настолько же жив, занимателен и разнообразен в дружеском обществе. Да и сердце у него стояло в отношении близких на уровне его талантов… Был большой любитель музыки и умел напевать множество классических вещей; любил театр, но не любил ходить на трагедии, потому что неудержимо плакал».