李時珍跟隨父親從開方、抓藥學起，不僅認識了許多藥，還進一步了解到藥的四氣、五味升降浮沉等特征。所謂“四氣”，就是指寒、熱、溫、涼４種藥性，藥性的寒涼和溫熱是與病症性質即熱性病症、寒性病症相對而言的。李時珍了解到：能夠治療熱性病症的藥物，屬於寒性或涼性，如黃連是寒藥，治熱病瀉痢；因陳蒿微寒，即是涼藥，治黃膽身熱。能治寒性病症的藥物，屬於熱性或溫性。如附子是熱藥，能治因大汗而陽氣衰竭、四肢寒冷等；草果是溫藥，能治因胸腹冷病而發冷較重的病疾。藥物還有辛、甘、酸、苦、鹹５種味道，辛味能散能行；甘味能補能緩；酸味能收能澀；苦味能瀉能燥；鹹味能軟堅潤下，還有淡味能滲濕利小便。藥物作用的趨勢又分升降浮沉。升是上升，降是下降，涼是發散上行，沉是瀉痢下行。升藥上行而向外，有升陽、發表、散寒等作用，沉降藥下行而向內，有升陽、降逆、收斂、清熱、滲濕、瀉下等作用。
父親還常常結合一樁樁鮮活的醫案，將治病救人的道理講給李時珍聽。兩人不多久便把李時珍因科場失利造成的煩惱忘得一幹二淨，父親仔細熱心傳授醫道，兒子認真踏實努力學習，父子倆情投意合，享受到無窮樂趣。
李言聞向李時珍講解中國醫學中辨證施治的道理：所謂“辨證”，就是綜合病人所出現的各種症狀，以及一切與疾病有關的因素加以分析，來探求病變的性質和轉機，從而了解疾病的本質，作為施治的準則。李言聞說：東漢醫學家張仲景在《內經》等古代醫學典籍的理論基礎上，運用辨證施治的醫療規律，進一步豐富和發展了治療外感病及其他雜病的醫學理論和方法。張仲景在多年臨床診斷中，總是先檢查病人的身體，觀察病人的氣色，傾聽病人的聲音，然後詢問病人的症狀，再檢查病人的脈搏，最後綜合檢查結果分析病情（即望、聞、問、切），從而得出一個陰、陽、表、裏、寒、熱、虛、實的“辨證施治”方法。
父親告誡李時珍說：“醫藥學裏的學問大得很，多得很，要成為一個受人歡迎醫術高明的醫生，除了從前人書籍中吸取營養外，還要重視積累臨床實踐和搜集民間流傳的經驗。”
也就從這時起，李時珍在父親的指導下，涉獵了大量醫書：《素問》、《靈樞》、《傷寒論》、《金匱要略》、《脈經》、《諸病源候論》、《千金方》等等。
為了幫助李時珍更好地研讀醫學著作，父親又送他到顧家拜師，親自領他去拜見第二位恩師。這位恩師姓顧，名問，字日岩。顧問１８歲便中了進士，在福建當了多年大官，是全國為數不多的理學名家。顧問是蘄州人，歸隱後回到家鄉講學，在陽明、崇正兩座書院中開課授徒。由於顧問名氣很大，全國各地都有人慕名到蘄州拜他為師，已有學生數百人。
顧家有一座藏書樓，樓內裝滿了經、史、百家的書籍成千上萬卷。顧問告訴李時珍：“這個書庫是我家最有意義、最有價值的財產。我教學生，第一個要求就是每個人必須涉獵群書，搜羅百氏，這樣才能在前人積累的知識基礎上，有所創造，做成一番事業。”
李時珍牢記老師教誨，在顧家的藏書樓裏，他精讀深研了醫藥學方麵的經典著作，葛洪的《抱樸子》、王安石的《字說》、陸羽的《茶經》、賈思勰的《齊民要術》、陶弘景的《名醫考源》、蓋說的《食療本草》等等。同時，還旁及其他各類叢書，舉凡子、史、經、傳、聲韻、農圃、醫卜星相、樂府諸家，無不廣泛閱覽。經過幾年的廣收博采，學問大有長進。