Большое значение для Лоренца имела стажировка в двадцатые годы в Англии под руководством известного биолога и мыслителя Джулиана Хаксли. Вернувшись на родину, он начал с наблюдений за поведением птиц, распространив их впоследствии на весь животный мир. Еще в ранней юности, наблюдая за поведением обитателей своего домашнего зоопарка - уток, Лоренц обнаружил, что животные способны передавать друг другу знания, приобретенные путем обучения. Это явление, ставшее полной неожиданностью для науки того времени, потом было названо импринтингом (запечатлением).
В тридцатые годы Лоренц стал одним из признанных лидеров биологии, и вокруг него сложилась группа учеников. В 1930 году Конрад познакомился со своим будущим учеником и единомышленником, голландским биологом Николасом Тинбергеном. Их взгляды, как сказал потом Лоренц, «совпали до неправдоподобной степени».
Перед самым началом мировой войны они высказали революционную гипотезу о том, что инстинктивное поведение начинается с внутренних мотивов, заставляющих животное находить определенный набор стимулов, обусловленных средой или окружением.
После оккупации Австрии гитлеровской Германией Лоренц остался без работы. И хотя благодаря помощи друзей Конрад получил приглашение в Кенигсбергский университет, престижная кафедра Канта не позволила ему работать с животными.
Во время войны ученого мобилизовали и отправили врачом в военный госпиталь в Белоруссии. В 1944 году, при отступлении немецкой армии, Лоренц попал в плен. Он находился в лагере для военнопленных в Армении. Пленных водили на работы, во время которых он сделал одно из своих решающих открытий: «Наблюдая полудиких коз армянского нагорья, я заметил однажды, как уже при первых отдаленных раскатах грома они отыскивали в скалах подходящие пещеры, целесообразно готовясь к возможному дождю. То же они делали, когда поблизости раздавался грохот взрывов. Я вполне отчетливо помню, что при этом наблюдении я внезапно осознал: в естественных условиях образование условных реакций лишь тогда способствует сохранению вида, когда условный стимул находится в причинной связи с безусловным».
Вряд ли подобное наблюдение вызвало бы столь глубокие выводы у обыкновенного ученого.
Как рассказывает А.И. Федоров: «В 1948 году Лоренц одним из первых в числе австрийцев, насильственно мобилизованных в немецкую армию, был освобожден из плена. В лагере он уже начал писать книгу о поведении животных и человека, окончательный вариант которой, составивший итог всей его жизни, - "Оборотная сторона зеркала". За неимением лучших средств он писал гвоздем на бумаге от мешков из-под цемента, пользуясь марганцовкой вместо чернил. Окружающие относились к его занятиям с пониманием. "Профессора", который был старше других пленных, уважало также и лагерное начальство. Когда ему пришло время уезжать, он попросил разрешения взять с собой свою "рукопись". Офицер госбезопасности, от которого это зависело, предложил Лоренцу перепечатать книгу, дав для этого машинку с латинским шрифтом и бумагу. Когда "профессор" это сделал, офицер попросил автора дать честное слово, что в рукописи ничего нет о политике, и разрешил взять ее с собой. Более того, он дал Лоренцу "охранную грамоту", чтобы рукопись не отбирали на этапах! Это кажется невероятным, но Лоренц, лучше нас с вами знавший человеческую природу, не был удивлен. Наконец, усталый, но полный энтузиазма и замыслов, Лоренц возвратился в Альтенберг, к своей семье».
Работы для него на родине не было, и ученый отправляется в ФРГ, где вместе с физиологом Э. фон Гольстом он возглавил институт в Зеевизене, в Баварии. Только теперь он получил достойные условия для исследовательской работы.
В 1963 году вышла книга «Так называемое зло: о природе агрессии», принесшая Лоренцу мировую известность. В этой книге исследователь рассказал о внутривидовой агрессии и ее роли в образовании высших форм поведения.
В конце шестидесятых годов Лоренц по приглашению Австрийской академии наук возвратился на родину. Академия организовала для него Институт сравнительного изучения поведения.
В последние годы жизни Лоренц, как всегда, много работал. Сознавая свою ответственность перед людьми, ученый выступал по венскому радио с популярными лекциями о биологическом положении в современном мире, опубликованными затем под названием «Восемь смертных грехов цивилизованного человечества». Лоренц с тревогой говорил о перенаселении, опустошении жизненного пространства, генетическом вырождение и разрыве с традициями…
В 1973 году вышла в свет окончательная редакция уже упомянутой «Оборотной стороны зеркала» - главной книги Лоренца. Это произведение содержит исключительный по глубине обзор поведения животных и человека и вместе с тем и общую картину современной биологии. Ученый выдвинул интересные гипотезы. Так, в книге изложена гипотеза о происхождении человеческого мышления, а значит, и самого человека. Само происхождение жизни Лоренц также рассматривал как естественное событие, допускающее научное объяснение.