Чтобы закончить рукопись, Ковалевский в октябре 1871 года отправился в Лондон. Там он познакомился с крупнейшим специалистом по сравнительной анатомии палеонтологом Р. Оуэном, и, параллельно главной, начал новую работу над статьей о «переходных типах». Продолжил работу над этой статьей Ковалевский уже в Париже, где немалое влияние в это время оказала на него работа молодого палеонтолога А. Годри «Ископаемые млекопитающие Аттики» – первая, видимо, палеонтологическая книга, в которой отчетливо прозвучала эволюционная идея.
Заканчивал начатые работы Ковалевский в Йене у Э. Геккеля и К. Гегенбауэра.
Эти годы, несомненно, оказались высшей точкой научной деятельности Ковалевского. Никогда больше судьба не представляла ему таких возможностей для полноценной и планомерной работы. Кстати, там же, Йене, Ковалевский подготовил докторскую диссертацию, которую защитил в марте 1872 года. Экзаменовали его Геккель, Гентер и Шмидт, лучшие профессора Йены. Но работать в будущем Ковалевский собирался в России, поэтому он непременно должен был сдать магистерские экзамены в одном из русском университетов.
В январе 1873 года, по совету старшего брата, Ковалевский приехал в Одессу, чтобы сдать нужные экзамены при Новороссийском университете. Однако на пути Ковалевского встал профессор геологии И. Ф. Синцов – благонамеренный чиновник от науки. Оказалось, что он сильно обижен отзывами Ковалевского о его собственных научных трудах. Ковалевский резонно считал, что описания отдельных форм морских организмов, данные Синцовым без всякого сравнительного анализа, не имеют для науки никакого значения. Синцов не просто провалил Ковалевского на экзамене, он провалил его именно на экзамене по геологии и палеонтологии. Синцов сбивал Ковалевского мелочными придирками, ловил на вполне простительных неточностях, задавал массу вопросов по систематике тех новых групп беспозвоночных, описание которых не могло быть известно Ковалевскому.
Возмущенный Ковалевский уехал в Киев, а оттуда за границу.
В Германии он попросил проэкзаменовать себя двум крупнейшим палеонтологам и геологам Европы – К. Циттелю и Э. Зюссу.
Зюсс дал заключение:
«…На этом экзамене доктор Ковалевский высказал такие превосходные познания, столько своих собственных взглядов и вообще такую осведомленность в новейшей литературе, что я с удовольствием даю ему свидетельство в том, что считаю его полностью и в высшей степени способным занять профессуру по этим отраслям в высшей школе. Доктор Ковалевский приобрел своими многочисленными трудами хорошую репутацию среди новых собратьев по науке: экзамен велся намеренно по иным областям, чем те, в которых он и без того проявил себя».
Циттель поддержал мнение Зюсса:
«…Доктор Ковалевский подвергся у меня испытанию по стратиграфической геологии и палеонтологии. Как на этом экзамене, так и за время моего длительного личного общения с ним я убедился в том, что доктор Ковалевский не только обладает основательными познаниями в обеих названных дисциплинах, но и в выдающейся степени способен к научным исследованиям».
Тем не менее, Ковалевский был крайне подавлен историей с проваленным экзаменом. Узнав об этом, Софья Ковалевская, которая в это время готовилась в Берлине к защите докторской диссертации, написала ему письмо. До этого они более года не виделись и не переписывались, но теперь Софья пригласила Ковалевского к себе.
Он приехал.
Их брак, наконец, стал фактическим.
В течение двух лет (1873–1874) сразу на русском, английском, немецком и французском языках вышли в свет главные труды Ковалевского по палеонтологии и стратиграфии, принесшие ему мировую славу. Именно эти исследования сдвинули мировую палеонтологию с мертвой точки, превратили ее из науки описательной в науку динамическую, оперирующую эволюционными понятиями. Во времена Кювье палеонтологи мало интересовались ископаемыми организмами с точки зрения биологии. Ископаемыми организмами в основном занимались геологи, для них они были лишь надежным средством для различения последовательности земных слоев, так сказать, подручным стратиграфическим материалом. От биологии в ископаемых организмах сохранялись только названия. Никто не смотрел на ископаемые остатки как на подтверждение биологической лестницы развития. Даже Ламарк, современник Кювье, создатель первого эволюционного учения, сам много занимавшийся ископаемыми раковинами, не использовал многочисленные окаменелые организмы для доказательства и подтверждения своих идей.
Переезжая из одного европейского университета в другой, общаясь с такими выдающимися эволюционистами, как Чарльз Дарвин, Томас Гексли, Альфред Уоллес, Эрнст Геккель, Карл Гегенбауэр, с такими великолепными палеонтологами, как Зюсс, Циттель, Годри, Рютимейер, Ковалевский в короткое время утвердился в своих взглядах на эволюцию.