По инициативе Ивана Петровича перед зданием института был поставлен памятник собаке — дань уважения верному другу, помощнику и полноправному соратнику по работе. Надпись у его подножия гласит: «Пусть собака, помощник и друг человека с доисторических времен, приносится в жертву науке, но наше достоинство обязывает нас, чтобы это происходило непременно и всегда без ненужного мучительства. Иван Павлов».
Нельзя не отметить одну особенность жизненного пути Павлова: почти все его достижения в науке получали официальное признание государственных учреждений России значительно позже, чем за рубежом. Иван Петрович стал профессором только в 46 лет, а академиком — лишь три года спустя после присуждения ему Нобелевской премии, хотя до этого был избран членом академий ряда стран и почетным доктором многих университетов. Ученый никогда не получал никакой государственной помощи и всегда остро ощущал нужду в постоянных сотрудниках. Так, в отделе физиологии Института экспериментальной медицины у него работало всего два штатных научных сотрудника, в лаборатории Академии наук — лишь один, да и тому Павлов платил из личных средств. Влиятельных царских чиновников раздражал его демократизм. Вокруг ученого плелись всевозможные интриги: на него постоянно натравливали знатных дам-ханжей, вопивших о греховности научных опытов над животными; защиты диссертаций сотрудников Ивана Петровича зачастую проваливались; его учеников с трудом утверждали в званиях и должностях; при переизбрании на пост председателя Общества русских врачей его кандидатуру забаллотировали, несмотря на то что на этом посту Павлов проделал большую работу.
Но своим авторитетом, выдающимися научными достижениями, удивительным темпераментом Павлов как магнитом притягивал к себе молодых энтузиастов науки. Многие российские и зарубежные специалисты работали под руководством талантливого физиолога без денежного вознаграждения. Иван Петрович был душой лаборатории. Им была введена новая форма научной работы — «коллективное думание», которое теперь величают «мозговой атакой или штурмом». На введенных ученым коллективных чаепитиях по средам требовалось «распустить фантазию» — творческий процесс происходил на глазах у всех. Так складывалась павловская научная школа, которая вскоре стала самой многочисленной в мире. Павловцы выполнили почти полтысячи работ, написав только около сотни диссертаций. Страстный садовод, Иван Петрович не зря называл своих питомцев «отсадками». Его ученики Э. Асратян, Л. Орбели, К. Быков, П. Анохин со временем стали академиками, возглавили целые области физиологии, создали самостоятельные научные школы.
Павлов вовсе не был похож на ученого сухаря. К науке он относился увлеченно, с азартом. Его супруга вспоминала: «Он любил всякую работу. Со стороны казалось, что данная работа для него самая приятная, настолько она его радовала и веселила. В этом и заключалось счастье его жизни». Серафима Ивановна назвала это «кипением сердца». Павлов походил на маленького ребенка, постоянно придумывал различные соревнования, веселые штрафы и поощрения для сотрудников. И отдыху Иван Петрович предавался с таким же упоением. Начав коллекционировать бабочек, он превратился в отменного энтомолога; выращивая овощи, стал селекционером. Во всем Павлов предпочитал быть первым. И не дай бог, если на «тихой охоте» кто-то собирал на один гриб больше него — соревнование начиналось сначала. А уж в спорте за ним не могли угнаться даже молодые. Персональной машине Павлов до старости предпочитал пешие «пробежки» и езду на велосипеде, на турнике и в любимой игре — городки — не знал себе равных.
Когда всем казалось, что ученый уже достиг самой вершины, он вдруг сделал крутой поворот от изучения пищеварения к психике. Его увещевали: не поздно ли в пятьдесят три года браться за новую проблему, но Павлов был непреклонен и переключил всех сотрудников на исследование нервной системы. Он «полез в собачью душу», потому что «психическое» слюноотделение мешало чистоте опытов. Ученый понимал, что психика не исчерпывается низшими безусловными рефлексами. «Чужак в неврологии» провел революционный эксперимент (ставший ныне классическим) с голодной собакой, которая должна была реагировать на звук колокольчика, который ассоциировался с едой. Если собака видит пищу (безусловный раздражитель) и при этом слышит звон колокольчика (условный раздражитель), то при многократном повторении комбинации «пища + колокольчик» в коре головного мозга собаки устанавливается новая рефлекторная дуга. После этого слюна выделяется, стоит только собаке услышать звонок колокольчика. Так Иван Петрович открыл условные рефлексы (термин введен самим Павловым). Безусловные рефлексы одинаковы у всех животных вида, а условные — различны.