Першою історичною працею Грушевського стала робота «Южно-русские господарские замки в половине XVI века». Після написання кількох історичних і історико-літературних статей і рецензій в журналах і газетах, на третім курсі університету Грушевський взявся до праці на запропоновану своїм керівником, професором Антоновичем тему: «История Киевской земли от смерти Ярослава до конца XIV века».
Ця робота отримала золоту медаль, бо була вже доволі серйозною, «достиглою», як казав про неї сам Грушевський. В 1891 році її видали у Києві, а молодого вченого зробили професорським стипендіатом на кафедрі руської історії.
Грушевський пише про ці події в автобіографії: «Перші роки університету я віддав праці в семінаріях (практич. заняттям) і викладам; з тих семінарійних праць була видрукувана потім одна (писана 1887 p., а кілька разів потім перероблена): «Южно-русские господарские замки в половине XVI века» – моя перша історична «праця» (перед тим було кілька історичних і історико-літературних статей і рецензій в журналах і газетах – вони вказані в покажчику «Наукового збірника» 1906 р.). З курсів і приватної лектури на розвій мого наукового світогляду й інтересів мали особливо курси й праці з сфери суспільної економії, економічної історії, археології, державного права й історії права. На третім курсі я взявся до більшої праці на предложену факультетом (проф. Антоновичем) тему: «История Киевской земли от смерти Ярослава до конца XIV века». Праця дістала золоту медаль, і я був зіставлений при університеті професорським стипендистом по кафедрі руської історії. Се була вже робота досить дозріла: викінчена в 1890 році й потім видана (Київ, 1891, ст. XVI – 520), вона викликала дуже похвальні відзиви в наукових сферах, і на її підставі пізніше я був предложений кандидатом на кафедру історії у Львові».
Грушевському пощастило з науковим керівником. Володимир Антонович був одним з головних представників українського національного руху другої половини XIX століття. Незважаючи на численні тактичні компроміси, головний курс громадської діяльності Володимира Антоновича був завжди послідовним, виправданим і патріотичним. Крім того, Антонович був найвидатнішим українським істориком того часу, фундатором традиції документалізму в української історіографії, саме він заснував першу українську школу істориків.
Вже своєю першою історичною роботою Грушевський спростував російський погляд на українську історію. Спираючись на історичні документи різних народів (арабського, перського, польського та багатьох інших), молодий історик довів, що київський період належить саме до української історії, а московська історія бере свій початок від заснування Московського князівства. Подібних поглядів на українське історичне минуле дотримувалися деякі польські історики.
Але поляки вважали, що українська історія закінчувалася часом, коли українські землі увійшли до складу Польщі.
Грушевський у своїх наукових працях показав, що, хоча певний час українські землі належали полякам, народ боровся за існування своєї мови, звичаїв та традицій, тому нема підстав змішувати українську історію з польською.
У цей же період починається захоплення Грушевського соціологією. Великий вплив на формування соціологічних поглядів Грушевського мало його знайомство з ідеями О. Конта і Г. Спенсера. Ще з 1890-х років Грушевський вивчав праці представників французької соціологічної думки, насамперед Габріеля Тарда, Еміля Дюркгейма та Люсьєна Леві-Брюля. Як мислителю, що формувався під впливом народницької школи, йому імпонували погляди Е. Дюркгейма та його однодумців, які прагнули віднайти колективістське підґрунтя явищ історії і культури.
Коли Михайло Сергійович вже мав чимало зібраного матеріалу, йому почало здаватися, що чогось все ж не вистачає. Але він пам’ятав про обіцянку не брати участі в ніяких студентських гуртках. Тим часом політична ситуація у країні не змінювалася – українську мову за царським наказом повсюди забороняли. А молодий історик вже добре розумів, якою важливою є для нації власна мова. Крім того, Грушевському хотілося, щоб весь написаний ним матеріал побачив світ, потрапив до тих людей, кому була присвячена ця праця. Тому, незважаючи на батьківський наказ, юнак згодом починає свою широку соціальну діяльність. Під кінець свого навчання в університеті Грушевський вже був частим гостем у літературних і політичних українських кружках. Потім він самостійно займався організацією подібних гуртків.
Згодом молодий і талановитий публіцист став брати участь у закордонних українських виданнях, у виданні перших книжок «Записок Наукового товариства імені Шевченка». Перша така книжка вийшла у 1892 році і розпочиналася статтею Михайла Грушевського «Громадський рух на Вкраїні-Руси в XIII віці», що було для молодого вченого доволі почесно.
На початку 1891 року В. Антонович повернувся з подорожі по Галичині і розповів своєму найкращому учневі Михайлу Грушевському про плани кафедри української історії Львівського університету. Антоновича хотіли зробити її завідуючим, але він вже почував себе недостатньо енергійним для цього. Тому замість своєї кандидатури він запропонував молодого й перспективного Михайла Грушевського.
Грушевський не міг стримати радощів з приводу того, що його активна праця почала приносити плоди, що його поважають визнані вчені. Він добре знав і про українське культурне становище на Галичині, і те, що зацікавлені кияни сподівалися створити там всеукраїнський культурний, літературний і науковий центр. При концентруванні письменників і учених всієї України на Галичині можна було б ефективно використовувати сприятливі умови для боротьби проти заборони української мови в Російській імперії.
Молодий Грушевський відчував у собі великий потенціал. Скільки б не було написано або зроблено, йому завжди цього здавалося замало. Вже тоді, мабуть, відчував він, що на ньому лежить велика відповідальність за його народ. Думки про створення кафедри української історії не йшли з його голови ні на мить. Чи вартий він того, щоб стати завідуючим кафедрою? Ці сумніви змушували молодого Грушевського постійно самовдосконалюватися і працювати з великою віддачею.
У пошуках наукових джерел Михайло Сергійович працював на Поділлі, а саме у місті Кам’янець-Подільський, разом із своїм науковим керівником В. Антоновичем. Тут він вивчав у фондах історичного музею різноманітні рукописи, брав участь у засіданнях Подільського єпархіального Історико-статистичного комітету.
У цей час на дністровських кручах поблизу Старої Ушиці, біля Ушицького скельного монастиря доби XII—XIV століть, проходили розкопки, які очолили В. Антонович і Є. Сіцінський. Долучився до цих розкопок і Грушевський.
Під час цієї праці між Грушевським і Єхимом Сіцінським зав’язалася дружба. Сіцінський вирізняв молодого Грушевського з-поміж інших як дуже талановитого історика. Спеціально заради Грушевського Сіцінський протягом 1891—1893 років розшукував на Поділлі документи з проблематики, якою цікавився Грушевський. У цих пошуках йому допомогли священики сіл Летичівського повіту (Радівці, Галузинці, Липовці, Явтухи, Васютинці, Віньківці та ін.). У своєму листі до Грушевського від 1 грудня 1891 року Сіцінський писав: «Вельмишановний Михайло Сергійович! Висилаю Вам оригінал відповідей семи священиків… Зверху на відповідях я поставив адреси священиків на випадок, якщо буде потрібно Вам звернутися до кого-небудь з проханням пояснити написане…» Всі ці матеріали були використані Грушевським в статті «Етнографічні дані про Барську околичну шляхту до кінця ХVШ ст.» та в книзі й дисертації «Барське староство».
Дружба двох істориків згодом стала такою міцною, що все написане вони у першу чергу надсилали один одному на рецензію. Про це свідчить їхнє листування. У листі від 5 листопада 1891 року Сіцінський пише: «Сердечно дякую за надіслану книгу «Історія Київської землі». Не торкаючись її наукових принад (про що я не можу говорити), скажу тільки, що крізь серйозну наукову оболонку Вашої праці проглядає щира любов до свого рідного краю».
Після одержання книги «Акти Барського староства» Сіцінський відгукнувся у листі від 8 лютого 1894 року: «З великим інтересом прочитав Ваш… 1-й том VIII частини «Архива Юго-Зап. России». Дай Бог Вам сили й здоров’я і далі трудитися. Цікаво побачити 2-й том Вашої праці».
З приводу монографії Грушевського «Барське староство» Є. Сіцінський виразився просто й коротко: «Ця робота вельми цінна». У своєму листі від 17 квітня 1892 року він писав: «Дозвольте, перш за все, подякувати Вам за прислану брошуру про Барську шляхту, а за сим звернутися до Вас з уклінним проханням… знайти брошуру «Списки актових книг Центральних архівів». У листі від 2 березня 1893 року Сіцінський відзначає: «В останній час я зайнявся історією Кам’янця і мені необхідно познайомитися з сучасним устроєм міст, а книга, «O городах»… автора я не пам’ятаю… прошу повідомити мені, якщо книга буде знайдена».
У листі від 8 травня 1893 року Сіцінський дякує Грушевському «за вказані статті професора Владимирського-Буданова «Німецьке право».
Таким чином, ми бачимо, що Сіцінський неодноразово звертався до Грушевського за допомогою у пошуках необхідних джерел. Грушевський подарував Кам’янецькому історичному музею книгу «Нарис історії Київської землі від смерті Ярослава на кінця XIV ст.» (1891 р.). Крім того, Михайло Сергійович надіслав книги і відбитки статей «Опис подільських замків 1434 року», «Королівський дозвіл на викуп Камінецького староства 1456 року», «Барське староство», ряд томів своєї книги «Історія України-Руси».
Пізніше у листі до Грушевського від 16 листопада 1927 року Сіцінський написав: «Одержав… новий випуск Вашої велетенської праці «Історія української літератури», т. 5… я щиро дякую за присилку цієї книги… за пам’ятування про мене».
На жаль, всі твори Грушевського протягом 30—60-х років XX століття були вилучені радянськими адміністративними органами з бібліотек Сіцінського і Кам’янецького музею. Сьогодні ця унікальна колекція вважається втраченою для сучасників.
Але повернемось до навчання майбутнього історика в університеті. Наступним важливим етапом в житті Михайла мав стати магістерський іспит, без успішного складання якого мрія про кафедру української історії залишилася б лише мрією. Це були найважчі з усіх студентських років Грушевського. Професор В. Антонович, який залишався науковим керівником Грушевського, обрав для нього тему «Барское староство. Исторические очерки», присвячену історії окремої адміністративно-територіальної одиниці Польщі XV—XVI століть з переважно українським населенням.
Щоб виконати цю роботу належним чином, Грушевський провів багато годин в архівах Києва. Як згадує Михайло Сергійович в автобіографії: «[…] тема – піддана мені тим же В. Б. Антоновичом – була вибрана досить нещасливо. Прийшлося вложити масу праці, щоб зробити з неї щось відповідне, і хоч в результаті вийшла книга досить цінна (хоч і дуже спеціяльна)…»
В цей час молодий Грушевський майже зовсім перестав спілкуватися з друзями, присвятивши свій вільний час магістерській роботі. Було дуже складно здобувати необхідний матеріал, бо суспільно-національна історія Поділля XIV—XVIII століть не була описана повною мірою. Окрім основного тексту роботи, Грушевський ще склав два томи актових матеріалів. Часто він почував себе знесиленим і обуреним тим, що результати роботи у порівнянні з потраченими на неї силами і часом майже мізерні. Але ще за малих літ Михайло привчив себе не покидати роботи посеред дороги, тому він ретельно перебирав сотні книг у архівах Києва, Варшави і Москви.
У1893 році Грушевський здав магістерський іспит, а в травні 1894-го він захистив свою працю, як дисертацію на степінь магістра. У тому ж році «цісарським рескриптом» у львівському університеті була заснована кафедра всесвітньої історії з спеціальним оглядом на історію Східної Європи. Михайло Сергійович дещо засмутився цим фактом: було змінено первісний план заснування кафедри української історії, і це вже йшло в розлад з його метою. Зміну було мотивовано тим, що українська історія не може вважатися конкретною наукою.
У листі від 12 грудня 1894 року з приводу призначення Грушевського на посаду завідувача кафедрою Львівського університету Сіцінський писав: «Перш за все…хоч і пізно – вітаю Вас на новій ниві. Сердечно бажаю Вам щастя. Дай Бог Вам здоров’я і сім’ї у Вашій важкій, але великій праці».
Грушевський писав у автобіографії: «Я кинувся в сю роботу з молодечим завзяттям, не передчуваючи ще тих розчарувань і трудного положення, яке чекало мене в Галичині. […] Ще прикріше було переконатися, що ті надії на прихильні обставини для українського культурного й спеціяльно-наукового розвою, на прихильність до національної української ідеї зі сторони правительства й Поляків, з яким я йшов до Галичини, покладаючися на запевнення ліпше обізнаних з галицькими обставинами Киян старшої генерації, – опираються на фальшивих запевненнях зі сторони Поляків, які дорогою «угоди» і ціною деяких подачок на культурно-історичному полі хотіли задавити всякий опозиційний, свободолюбний рух серед «галицьких Русинів». Скоро прийшлося переконатися, що мої київські приятелі глибоко помилялися в своїх симпатіях до «угоди» й «угодовців», що Поляки нічим не хочуть поступатися в своїм пануванню й не розуміють інших відносин до Русинів, як відносини пануючої народности до служебної. На сім пункті прийшлося мені більше або менше різко розійтися навіть з найближчими приятелями, зблизившись з кругами різко опозиційними. З другого боку, відносини до польської університетської колегії, які хотіли мати в мені покірного послушника польського панування, скоро зіпсувалися вповні і давали чимало прикростей. Я сильно з того всього захворів, так що ледве міг працювати».
Але навіть різко виступивши проти «угодовців» і зблизившись з радикальними елементами, Грушевський разом з ними взяв участь в реформі галицького народовецтва в дусі радикально-поступовім. Реформа була проведена у кінці 1899 року, і разом з кількома відомими радикалами Грушевський увійшов в екзекутивний комітет реформованої партії, як місто-голова (головою зістався старий проводир народовців Романчук). Однак скоро переконавшись, що проведена реформа не звільнила народовецьку партію від її старих прикмет, він через кілька місяців вийшов з комітету, разом з д-ром Франком, відмовившись від участі в партійній діяльності народовців і не раз виступав проти похибок їх політики.
Становище Михайла Сергійовича в університеті, його близькість до української університетської молоді і рішучість, з якою він проводив ідею національної рівноправності українців з поляками (і росіянами), викликали в польських кругах негативне ставлення до Грушевського. У 1901—1903 роках польські націоналісти влаштували справжню травлю Грушевського в вуличній пресі, жадали його усунення з університету та віддання під суд.
У 1904 році в Росії вийшов «Очерк истории украинского народа» і статті Грушевського по українському національному питанню. Після цього його знайомі з офіціальних російських кіл попередили Грушевського, що йому не можна приїздити до Росії.
«В такій тривожній войовничій атмосфері не легко було вести наукову роботу, що вимагає спокою й скуплення, – писав Грушевський. – Тим часом її не убувало, а прибувало». Читаючи лекції студентам, молодий вчений водночас почав працювати над своєю головною історичною працею – «Історією Украини-Руси». До того часу ще ніхто не видавав подібної наукової праці, тому відповідальність автора була дуже високою.
Спочатку Грушевський планував видати тритомний твір. Але поступово він переріс у десятитомник, до того ж незакінчений, бо Михайло Сергійович хотів закінчити кінцем XVIII століття, а довів тільки до 1658 року.
Грушевський узагальнив у своїх працях результати досліджень попередників та своїх власних спостережень. Головною метою його роботи було довести, що першою самостійною українською державою була Київська Русь. На підтвердження тези про походження української держави Михайло Сергійович навів велику кількість історичних даних з археології, етнографії та філології, що були взяті з архівів трьох земель: української, руської та польської.