Илья Ильич как-то обмолвился, что считает себя «зоологом, заблудившимся в медицине». Действительно, как и к новым для себя вопросам бактериологии и патологии, к изучению старения он обратился, уже будучи признанным специалистом и даже одним из основоположников сравнительной эмбриологии. По словам биографов, «эволюционный анализ онтогенеза животных закономерно привел Мечникова к выводу, что возможные механизмы «долговечности» человека следует искать в том же направлении, как и причины долговечности животных. Эта мысль развивается ученым в обеих книгах «Этюдов», в которых на примерах из животного мира обсуждаются проблемы естественной смерти и адаптивности старения».
Кроме того, в своих «Этюдах…» помимо научных проблем, Мечников увлекательно рассказывает о Гете, Толстом, Ницше, Шопенгауре, Дарвине. И доказывает, что с возрастом интеллект человека не падает. «Многие люди в 70–75 лет еще хорошо сохранены как в физическом, так и умственном отношениях, – пишет ученый, и это не позволяет считать этот возраст естественным пределом человеческой жизни. Такие философы, как Платон, поэты, как Гете и Виктор Гюго, и художники, как Микеланджело, Тициан и Франс Гальс, создали некоторые из лучших своих произведений позднее возраста, считаемого предельным некоторыми учеными».
Илья Ильич считается создателем первой русской школы микробиологов, иммунологов и патологов. До него все эти науки находились в России в зачаточном состоянии.
В 63 года Мечников становится Нобелевским лауреатом в области физиологии и медицины.
В 1881 году Илья Ильич заболевает возвратным тифом, который он сам себе прививает. Этот поступок был до того шокирующим, что его жена Ольга Мечникова позже признавалась: это была попытка самоубийства.
А в 1903 году ученый принялся за экспериментальную разработку другой, тогда смертельной, болезни – сифилиса. Ему удалось привить сифилис человекообразным и низшим обезьянам. И потом сделать небольшое, но важное открытие: сифилис может быть предотвращен втиранием ртутных мазей, сделанным спустя несколько часов после прививки сифилитической заразы.
Однако депрессия не покидала ученого, после смерти жены он чувствовал себя одиноким. Его вторая супруга Ольга Мечникова позже вспоминала: «Он расточал деятельную симпатию вокруг себя, жил совершенным аскетом, отдавая все, чем располагал, но ничто не утоляло его потребности в более интимной привязанности и в семейной жизни».