Доводы прокурора были справедливы, в книге не было ничего, что можно было подвести под статью Уложения о наказаниях. Министр юстиции князь Урусов был вынужден согласиться с мнением прокурора. Он написал министру внутренних дел Валуеву предостерегающее письмо: "Гласное развитие материалистических теорий при судебном производстве этого дела,- говорилось в письме,- может иметь следствием своим распространение этих теорий в обществе, вследствие возбуждения особого интереса к содержанию этой книги". В свою очередь и министр внутренних дел вынужден был судебное преследование прекратить. 31 августа 1867 г. книга была освобождена из-под ареста и поступила в продажу.
Иван Михайлович Сеченов приобрел в правительственных кругах репутацию "отъявленного материалиста", идеолога сил, враждебных устоям государства. Именно эта репутация помешала избранию его в адъюнкты Академии наук, препятствовала утверждению его профессором Новороссийского университета; более того - на него обрушились реакционные журналы и университетские профессора. Самых суровых мер наказания для Сеченова требовал от правительства петербургский митрополит. Он хотел, чтобы "господина профессора Сеченова сослали для смирения и исправления" в Соловецкий монастырь "за предерзкое душепагубное и вредоносное учение". От Сеченова не скрывали причин, по которым его преследовали. Один из сановников прямо сказал Сеченову: "Напрасно вы напечатали ваши "Рефлексы головного мозга". На это ученый с достоинством ответил: "Надо ведь иметь мужество высказывать свои убеждения".
Вскоре после этого разговора Сеченов вновь издает "Рефлексы головного мозга" (1871 г.).
Мужественно вступил Иван Михайлович в полемику с профессором Петербургского университета К. Д. Кавелиным, в котором В. И. Ленин видел один из "отвратительных типов либерального хамства".
В 1872 г. либеральный журнал "Вестник Европы" напечатал объемистый труд Кавелина "Задачи психологии". Хотя Сеченов и не был назван в этом произведении, всем становилось очевидным, с кем полемизирует его автор. За ответ на статьи петербургского профессора И. Сеченов взялся "с особым удовольствием". Каждый вечер он писал замечания на труд Кавелина, некоторые положения статьи обсуждал с И. И. Мечниковым. В одиннадцатом номере "Вестника Европы" за тот же год появилась статья И. М. Сеченова "Замечания на книгу г. Кавелина "Задачи психологии", которая изобличила элементарное невежество профессора-идеалиста, непонимание им законов развития живой материи. Ученый доказывал, что кавелинская доктрина повторяет старые ошибки идеалистов.
В апрельском номере "Вестника Европы" появился обширный труд Сеченова "Кому и как разрабатывать психологию". Это второе после "Рефлексов головного мозга" капитальное исследование вопроса о сознании как свойстве материи. Но то, что в "Рефлексах" было лишь намечено, здесь разработано много полнее...
Вскоре Сеченов выпустил книгу "Психологические этюды", в которую вошли "Рефлексы головного мозга", "Замечания на книгу г. Кавелина "Задачи психологии" и "Кому и как разрабатывать психологию". Через год "Этюды" появились в Париже, на французском языке. Именно благодаря "Этюдам" Сеченов был избран одним из почетных председателей I Международного конгресса психологов в Париже (1889 г.).
Но Кавелин не угомонился. Он выступил с "Письмами в редакцию "Вестника Европы" по поводу замечаний и вопросов профессора Сеченова", в которых пытался доказать, что его извратили и не поняли, протестовал против того, что Сеченов отнес его к разряду "метафизиков и идеалистов старого закала".
Сеченов на этот объемистый труд, который занял четыре номера журнала, ответил небольшой статьей - "Несколько слов в ответ на "Письмо г. Кавелина" - и прекратил дальнейшую дискуссию. Вот мотив: "В наших взглядах на то, что такое наука, что такое положительный метод, что значит объяснить явление и пр.,- писал Сеченов,- лежат слишком глубокие различия, чтобы нам спорить друг с другом..."
Своими возражениями Сеченов нанес идеалистам сокрушительный удар. Так называемый "спор о душе" закончился полной победой Сеченова.
Характеризуя итоги полемики, Салтыков-Щедрин писал, что в ней "голос Сеченова звучал глубоким басом, а голос Кавелина мягким тенором".
Спор Сеченова с Кавелиным был в центре внимания русской интеллигенции, он оставил след в научной и художественной литературе. Так, Плеханов в 90-х гг., полемизируя с народниками, говорил Михайловскому, что тот попадает в положение Кавелина в споре с Сеченовым. Плеханов же первым указал на психологические исследования Сеченова как на неоспоримое свидетельство торжества материализма.