За 24 года службы в Академии наук молодой ученый проявил себя в различных сферах. В 1745 г. он избирается профессором химии, а указом Елизаветы Петровны в том же году вместе с Тредиаковским становится профессором по кафедре элоквенции (красноречия). С 1748 г. начинает работать первая в России научно-исследовательская и учебная химическая лаборатория. В 1755 г. по инициативе М. В. Ломоносова основан МГУ. В 1758 г. под руководством главы Географического департамента Академии наук Ломоносова начинаются работы по составлению нового «Атласа российского». В 1761 г., наблюдая прохождение Венеры по диску Солнца, Ломоносов первым в мире установил, что Венера окружена плотной воздушной атмосферой. Ломоносов опытным путем дал первое подтверждение закона сохранения материи, который связывают также с именем А. Лавуазье. В своих исторических изысканиях Ломоносов отстаивал идею самобытности исторического пути русского народа, спорил с норманистами. После Ломоносова остались не только научные труды и различные приборы, но и мозаичные картины, технологию создания которых он разработал.
Ко двору Екатерины II Ломоносов не пришелся. Говорят, что написанной одой новая царица осталась недовольна. Тем не менее в конце 1763 г. М. В. Ломоносов был произведен в статские советники с окладом в 1800 рублей в год. Ученый умер в возрасте 54 лет от сильной простуды. Похоронен при огромном стечении народа на Лазаревском кладбище Александре-Невской лавры в Петербурге. Вокруг фигуры Ломоносова больше двух столетий идут споры. О нем создан телевизионный сериал, написано множество научных и популярных работ. Деревня Мишанинская переименована в Ломоносово. Под Петербургом город Ораниенбаум, в окрестностях которого находилась фабрика, созданная Ломоносовым, также переименован в Ломоносов.
Перед современным зданием Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова на Воробьевых горах стоит памятник этому великому русскому ученому.
В экономической области главной проблемой оставалось изыскание средств для ведения войн. За время правления Екатерины II сумма подушной подати выросла в 4,5 раза, а население только в 2 раза. Государство прибегло к внешним займам и выпуску бумажных денег. Была проведена секуляризация монастырского и церковного землевладения (1764).
На новых землях устанавливались крепостнические порядки, материально-правовой статус населения понижался. Общероссийское законодательство было распространено на Правобережную Украину и на Дон. Запорожская сечь была ликвидирована, казаки переселены на Кубань, их вольности были ограничены. До 800 тыс. государственных крестьян Екатерина раздарила своим фаворитам. О свободе, равных условиях занятий предпринимательством с дворянством русскому купечеству и государственным крестьянам оставалось только мечтать.