Am 1. Oktober 1799 trat Sertürner beim Hofapotheker Franz Anton Cramer Paderborn eine 4-jährige Lehre an.
Mit dem ruhigen Leben eines Apothekers in kleinstädtischer Idylle gab sich Friedrich Wilhelm Sertürner nicht zufrieden. Schon während seiner Lehrzeit und der folgenden zwei Gehilfenjahre experimentierte er im Laboratorium.
Vor allem wollte es wissen: Wie ist die Wirkung von Arzneipflanzen zu erklären?
Die Antwort suchte er vorerst beim Opium zu finden. Opium war zu seiner Zeit einer der wichtigsten Arzneien, die Anwendung barg grosse Risiken: Gleiche Mengen Wirkstoff hatten oft ganz ungleiche Wirkungen. Dafür hatte man zu Sertürners Lehrzeit noch keine Erklärung. Aber die Vermutung lag nahe, dass im Opium ein Stoff in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten sein könnte, der schmerzstillend wirkt..

Er experimentierte daher viel mit dem Opiumsaft: er fand darin einen Stoff mit alkalischen Eigenschaften.

Mit Hilfe von Tierversuchen erkannte er die betäubende Wirkung der gefundenen Substanz (er nannte sie Opiumsäure oder auch Mohnsäure):

Ein Hund versank nach der Injektion des gefundenen Stoffes in Schlaf, der jedoch ausblieb, wenn aus dem Opiumextrakt der entsprechende Bestandteil entfernt worden war.

Damit hatte der junge Apothekergehilfe - mit bescheidensten Mitteln- eine wissenschaftliche Grosstat vollbracht.
Sertürner fasste seine Beobachtungen zusammen (er nannte sie "Darstellung der reinen Mohnsäure (Opiumsäure) nebst einer wissenschaftlichen Untersuchung des Opiums mit vorzüglicher Hinsicht auf einen darin neu entdeckten Stoff" ) und schickte sie an Trommsdorf (einer der berühmtesten Pharmazeuten jener Zeit) der die Arbeit 1806 in seinem Journal veröffentlichte.
In dieser arzneigeschichtlich wichtigen Publikation mit der Schilderung von 57 Versuchen ist die Entdeckung des Morphiums enthalten.

Umzug nach Einbeck

Bis Sertürners Erkenntnisse Beachtung fanden, sollten aber noch einige Jahre vergehen.
Sertürner verliess die Apotheke in Paderborn und war im Frühjahr 1806 nach Einbeck gekommen. Hier arbeitete er in der Rats-Apotheke mit, die damals von dem hochbegabten Apotheker Hink geleitet wurde.
Im Jahre 1809 konnte Sertürner eine eigene Apotheke erwerben. Schnell war ihm das Gebäude der Apotheke (1826 bei einem grossen Stadtbrand zerstört) für seine Laborexperimente zu klein, so dass er im Herbst 1813 ein Haus auf dem Einbecker Marktplatz kaufen konnte; dieses fiel später (1832) ebenfalls einem Brand zum Opfer.

In Einbeck nahm Sertürner seine Untersuchungen über das Morphium wieder auf. Er berichtete darüber u. a.:

"Um meine früheren Versuche streng zu prüfen, bewog ich drei Personen, von denen keine über 17 Jahre alt war, zugleich mit mir Morphium einzunehmen; gewarnt durch die damaligen Wirkungen, gab ich jedem nur ein halbes Gran in einer halben Drachme Alkohol aufgelöst, und mit einigen Unzen destilliertem Wasser verdünnt. Eine allgemeine Röte, welche sogar in den Augen sichtbar war, überzog das Gesicht, vorzüglich die Wangen, und die Lebenstätigkeit schien im Allgemeinen gesteigert (...) Ohne dass wir den vielleicht schon sehr übeln Erfolg abwarteten, wurde von uns nach einer viertel Stunde noch ein halbes Gran Morphium als grobes Pulver unaufgelöst, mit 10 Tropfen Alkohol und einer halben Unze Wasser verschluckt. Der Erfolg war bei den drei jungen Männern schnell und im höchsten Grade entschieden. Er zeigt sich durch Schmerz in der Magengegend, Ermattung und starke an Ohnmacht grenzende Betäubung. Auch ich hatte dasselbe Schicksal; liegend geriet ich in einen traumartigen Zustand (...) Nach dieser wirklich höchst unangenehmen eigenen Erfahrung zu urteilen, wirkt das Morphium schon in kleinen Gaben als heftiges Gift."