岛上旖旎的自然风光和丰富的物种,燃起了他研究植物和动物的热情。阿维尼翁的植物学家勒基安向他传授了自己的学识。此后,他又跟随着莫坎-唐通四处采集花草标本,这位博学多才的良师为法布尔后来成为博物学家、走上科学研究的道路奠定了坚实的基础。1853年,法布尔重返法国大陆,受聘于阿维尼翁的一所学校,并举家迁进了圣-多米尼克街区的染匠街一所简朴的住宅里。1857年,他发表了《节腹泥蜂习性观察记》,这篇论文修正了当时昆虫学祖师莱昂·杜福尔的错误观点,由此赢得了法兰西研究院的赞誉,被授予实验生理学奖。这期间,法布尔还将精力投入到对天然染色剂茜草或茜素的研究中去,当时法国士兵军裤上的红色,便来自于茜草粉末。1860年,法布尔获得了此类研究的三项专利。后来,法布尔应公共教育部长维克多·杜卢伊的邀请,负责一个成人夜校的组织与教学工作,但其自由的授课方式引起了某些人的不满。于是,他辞去了工作,携全家在奥朗日定居下来,并一住就是十余年。在这这十余年里,法布尔完成了后来长达十卷的《昆虫记》中的第一卷。期间,他多次与好友一同到万度山采集植物标本。此外,他还结识了英国哲学家米尔,但米尔英年早逝,使两人先前酝酿的计划“沃克吕兹植被大观”因此夭折。同时,一大不幸降临到法布尔身上:他共有六个孩子,其中惟一与父亲兴趣相投、热爱观察大自然的儿子儒勒年仅十六岁便离开了人世。此后,法布尔将发现的几种植物献给了早逝的儒勒,以表达对他的怀念。