Рудольф Вирхов (1821-1902), занимавшийся цитологией, доказал, что клетки возникают путем деления. Успехам микробиологии способствовали открытия Роберта Коха (1843-1910), который в 1882 г. открыл возбудителя туберкулеза, в 1883 г. — возбудителя холеры. Его сотрудники выявили палочки брюшного тифа, возбудителей сапа, ящура, рожи, чумы и нашли лечение от них. В 1906 г. микробиолог Август Пауль фон Вассерман (1866-1925) разработал диагностику сифилиса.
В эпоху империи особую роль в гуманитарных исследованиях заняла историческая наука, где утвердилось суждение, что без взгляда в прошлое невозможна разумная жизненная ориентация. В исторической науке стал распространяться позитивизм, предписывающий скрупулезное изучение источников, глубокую специализацию и сосредоточенность на фактах и деталях. Слабой стороной позитивизма было нежелание устанавливать глубинные связи, постигать суть вещей и процессов. Приверженцы позитивизма разрывали связь исследования с изображением, категорически отвергая историописание как искусство. Но главным методом немецких историков продолжал оставаться историзм ранкеанского типа. Видным представителем этого направления был Фридрих Майнеке (1862-1954).
После 1871 г. в исторической науке доминировала «малогерманская» школа, возглавляемая Иоганном Густавом Дройзеном (1808-1884) и Генрихом фон Зибелем (1817-1895). Они доказывали, что создание империи Пруссией было внутренним смыслом германской истории. С апологетических позиций ими оценивался Бисмарк. Яркой фигурой этой школы являлся и Генрих фон Трейчке (1834-1896). Для него история была, прежде всего, политической историей, которая представлялась преимущественно как «большая политика», как творение «великих мужей». Он превозносил сильное государство, его власть и авторитет, национальное единство Германии. Трейчке яростно выступал против всего, что, с его точки зрения, подрывало их: против либералов, англичан, демократов, социалистов, евреев и пр. К числу видных представителей «малогерманской школы» принадлежал и видный историк античности Теодор Моммзен (1817-1903).
Эту подчеркнуто политическую и националистическую школу сменили представители молодой исторической школы, которые вновь обратились к наследию Леопольда фон Ранке (1795-1886). Они выступили против чрезмерной приверженности исторической науки партийности, против истории как «мирового суда», против апологии «малогерманской» школой прусского и имперского начала, а также против ненависти к французам. Исторические проблемы они рассматривали не с национальной точки зрения, а скорее как европейские, или даже мировые проблемы. Их интересовало развитие государства и церкви, европейские реформы и революции. М. Леман и М. Ленц стремились развенчать мифы о Фридрихе Великом и выявить связь между Великой Французской революцией и буржуазными реформами в Пруссии начала XIX в., использовать концепцию Ранке о великих державах, их борьбе за гегемонию и балансе сил для анализа новой системы международных отношений, учитывая роль США и Японии в ней.
Свою научную деятельность начинает выдающийся социолог и политэконом Макс Вебер (1864-1920). Центральной проблемой его изысканий был анализ связей между хозяйственной жизнью общества, материальными и идеологическими интересами различных социальных групп и их религиозным сознанием. Одной из самых известных работ Вебера является «Протестантская этика и дух капитализма» (1905). В противоположность Карлу Марксу (1818-1883), писавшему о социально-экономической обусловленности процесса первоначального накопления, Вебер выдвигает на первый план религиозно-этические факторы, доказывая, что протестантская культура способствовала возникновению в Западной Европе рыночной экономики.
Вернер Зомбарт (1863-1941) посвятил свои основные работы проблемам экономической истории Западной Европы и явился одним из основоположников теории «организованного капитализма». Большое внимание он уделял изучению социальной структуры индустриального общества, социальным движениям в нем.
Глубокое воздействие на всю культуру XX в. оказал Фридрих Ницше (1844-1900), который в более широком контексте поставил задачу переоценки ценностей, вызванную кризисом христианской космологии, организации, мировоззрения и морали. Ницше констатирует крах веры в категории разума, оказавшейся «чисто вымышленным миром», разрушение всей системы традиционных ценностей. По Ницше, «героизм времени упадка» заключается в том, чтобы занять позицию «по ту сторону добра и зла», противостоять действительности. Мораль понимается философом как ограничительный код. Лишь исключительно сильный, верящий в собственные силы человек способен выжить в этом мире, открыв источник и средоточие ценностей в самом себе.