3．放棄造船，到英國找礦
正如有識之士所說的那樣，當時的中國“不貧於財，而貧於才”，當時中國被欺壓的局麵正是這樣造成的。李四光也深深地認識到這一點，所以他多年奮鬥在求學的道路上，不管為此付出多少代價也時時想著要為祖國的強盛貢獻力量。
“長江兩岸，船隻、軍艦往來頻繁，然而沒有一隻是由中國製造的。”
雖然，李四光得到了被保送日本的名額，但是也隻能夠享受到留學學習的費用。家境貧寒的李四光在通往日本的輪船上，因為沒有錢買鋪位，隻好白天窩在底艙，晚上在船頂過夜。不料，他因為受到風寒而大病一場，又因為沒有錢治病而落下了一生都不能吃肉的毛病。
然而，盡管吃了這麼多苦，李四光還是因能夠被送往日本留學，能夠實現自己學習造船專業而感到高興和激動。
到了日本後，李四光接觸到了他夢寐以求的造船學習，在那裏，李四光依然是嗜“學”如命，一心想要早點為祖國造船事業貢獻力量。
在日本，李四光生活、學習了7年，而且還在那裏參加了孫中山先生領導的中國同盟會。
然而，他很快發現當時的中國還沒有可供造船的鋼鐵，仍然不能夠造出自己國家的輪船。在無奈和痛苦後，他思考良久，終於決定到英國去學習地質、采礦，以便能夠找到可供造船的礦藏和掌握勘探的技術；而且在他在日本的研究和學習後，他也對地質學產生了濃厚的興趣，這更加深了他探索地質構造奧秘的迫切願望。
就這樣，李四光又走上了到英國學習地質專業的學習道路。
1910年，李四光從日本學成回國，第二年爆發了辛亥革命，他參加了漢口保衛戰，接著又被選為湖北軍政府實業部部長。然而，就當李四光準備大幹一番的時候，辛亥革命失敗了。於是，李四光毅然繼續踏上“科學救國”的道路。
在意識到中國沒有可用來製造輪船的鋼鐵後，李四光毅然離開了日本，因為他要轉赴英國學習找礦、勘探技術。
然而，留學英國的生活更加困難，不斷上漲的學費使李四光難以生存，以至於他不得不利用假期的時間到礦山上去做礦工。
但是，即使是這樣，他也並沒有放棄和疏忽學習。在英國伯明翰大學學習的6年時間裏，李四光學習刻苦，不僅專業學科成績突出，還利用課餘時間熟練地掌握了英語這門語言，並且先後獲得了伯明翰大學的學士學位和博士學位。
不料，像前赴日本留學時候落下病患一樣，在英國的學習生涯的最後階段，李四光因為寫畢業論文，腿上長出了一個膿瘡，但是沒有錢進行醫治，更沒有時間上醫院，最後，他自己用刮胡刀片將它刮掉，卻留下了一個大疤，落下了前赴英國找礦學習的痕跡。
畢業後，一身本領的李四光被英國一家礦山公司高薪聘請，雖然當時的李四光很缺錢，但他卻不缺報國的誌向。於是，他毫不猶豫地拒絕了該公司的聘請，毅然接受了蔡元培先生的邀請，踏上回國貢獻自己力量的航程。
在李四光心中，要想救中國就必須要有科學，隻有科學技術才能夠改變中國弱小、貧困的麵貌。而他也正是這樣做的：從小山村走上小學堂，從小學堂走上日本，接著又踏上英國的校園。雖然為此付出了難以計數的代價，但是李四光不辭辛苦，依然奮鬥著，樂在其中，因為他一心在祈盼為祖國貢獻力量和熱血。
4．證明第四紀冰川的存在
李四光做地質研究
結束英國的學習後，李四光接受蔡元培先生的邀請來到了北京大學，進行地質學課程的教學工作和地質研究所的籌建工作。在這裏，他經常帶領學生到野外進行實地教學，一個山頭、一個溝穀、一推石子、一排裂縫都是他教學的對象，這樣嚴謹、細致的教學使學生們深入其境，得到了十足的好學問。不僅如此，李四光在教學的過程中也沒有放鬆自己的研究和疏忽自己研究所所長的責任。雖然搞地質研究經常要風餐露宿、長期奔波，而且研究所經費少、設備缺，但李四光仍然義不容辭，即使在抗戰時期，需要他經常輾轉奔波、清苦狼狽，他也毫無怨言，就連患上了心絞痛和肺結核，他也沒有絲毫放棄地質研究的工作。經過堅持不懈的努力研究後，李四光做出了意義重大的貢獻——發現並證明中國存在第四紀冰川，而且被世人公認。
李四光挑戰舊觀點，大膽地提出了中國存在第四紀冰川的見解。
冰川的出現對全球氣候和生物發展有著無法估量的巨大影響，尤其是第四紀冰川，它是曆史上最近一次的大冰川期，直接作用於人類的生存環境，對於它的研究和確認，既存在特殊的理論意義，同時更具有普遍的現實意義，所以，長久以來，各國科學家都致力於找尋和研究第四紀冰川。而中國也是他們的找尋地，從19世紀以來就不斷有許多國外有名的地質學家到中國進行地質的考察、勘探，然而，始終無果，他們也就一致認為“中國不存在第四紀冰川”。
但是，李四光不像有些地質學家一樣被這些有名的外國科學論斷所束縛，盡管當時中國在這些方麵的技術和能力都比較弱。但在教學的同時，他依然會帶領學生野外考察、跋山涉水，慢慢地，對自己的研究和看法就有了更深入、更深刻的認識，所以，他並不認同當時已有的觀點和學說。
為了使自己的猜測更加清晰，李四光毅然去尋找當時並不為人們所認識、認同和掌握的內容。他在研究的時候完全跟著自然規律走，不為舊有的觀念所幹擾和影響，終於，在1921年發現了第四紀冰川的跡象。
在研究蜒科化石的時候，李四光曾經在中國太行山東麓沙河縣附近發現過與冰川條痕石很相似的石頭，因而他大膽並富有創造性地挑戰了地質學界的“中國無第四紀冰川”的觀點。為了證明自己的判斷，李四光前往大同盆地進行細致考察，結果使他越來越相信自己的判斷。
後來，在中國地質學會第三次全體會員大會上，李四光大膽地提出了自己關於中國“存在”第四紀冰川的判斷。然而，並沒有人相信他的說法，就連農商部顧問、瑞典地質學家安特生也輕蔑且堅決地否定了他的觀點。但是，這並沒有影響李四光的探索道路，相反使他更加努力致力於此。
“如果這些遺跡是在國外被發現，早就被公認為冰川遺跡了。”
“這是一個翻天覆地的發現。”
為了讓人們接受中國存在第四紀冰川的事實，李四光繼續找尋更多的冰川遺跡，他帶領學生和研究人員翻山越嶺、不辭辛苦，踏遍了太行山、九華山、天目山、廬山等地。在1933年中國地質學會第十次年會上，李四光以《揚子江流域之第四紀冰期》為題做了學術演講，他不僅指出了廬山存在大量冰川遺跡的結論，而且還斷定中國的第四紀冰川主要是山穀冰川，並為此劃分為三次冰期，還要求中外地質學者到廬山進行實地考察、驗證。
可是，盡管大量的事實擺在眼前，但在當時半封建半殖民地的中國，我國科學家低人一等，它仍然是不能夠被很多外國著名學者認同。“廬山辯論”仍然沒有改變“中國沒有第四紀冰川”的論斷。
後來，有一位外國科學家悄悄地跟李四光說了這樣一句話：“如果這些遺跡是在國外被發現，早就被公認為冰川遺跡了。”這令本就沒有放棄的李四光更有信心和勇氣了。於是，他又進行了更進一步的考察、研究，他行走揚子江流域、黃山等地，又發現了更多的有力證據，因而又寫出了“安徽黃山之第四紀冰川現象”的論文，還拍出了幾幅冰川現象的照片。這次，他的研究終於引起了一部分中外學者的關注，就連德國得過地質學教授菲斯曼到黃山考察後也讚歎道：“這是一個翻天覆地的發現。”
李四光的努力終於得到了外國學者的公開認同，他欣喜不已，但是高興的同時，他更知道僅僅這些還不夠，於是他加緊了對第四紀冰川的考察、研究工作。這次，他竟然將家搬到了廬山，不僅如此，他還在論山腳下建立了一個冰川陳列館“白石陳列館”，以便更深入的進行中國第四紀冰川的研究工作。經過他的不懈努力，1937年終於寫成了《冰期之廬山》，文中他對中國第四紀冰川的文字論述、照片等內容，使“中國存在第四紀冰川”的論斷得到了最全麵的闡述。隻可惜，這本書因為抗戰爆發又延期出版了10年之久。
但是，這仍然對推翻外國人的錯誤結論和建設中國底下水文和構造研究工作做出了不可磨滅的重大推動作用。
雖然，李四光對中國存在第四紀冰川的論斷有力且正確，第四紀冰川對全球生物環境來說具有重大的意義。但是，處於半殖民地半封建社會環境下的中國科學家仍然對此不持認同態度。然而，李四光毫不氣餒，也毫不理會一些外國學者蔑視、民族歧視的眼神，而是始終堅定自己的立場，始終致力於“讓事實說話”，所以，他最終取得了這麼重大的成績，不僅讓中國存在第四紀冰川的事實被世界公認，而且還極大地提高了中國科學家的地位，極大地推動了中國質地水文和構造事業的進程，影響深遠。
5．當機立斷，機智回國
李四光發現第四紀冰川並有力地挑戰成功外國地質界一致公認的錯誤論斷後，他的名聲蜚聲國內外，被很多國家看重、邀請。而為了使中國存在第四紀冰川的事實徹底地貫徹於國內外和使自己更好地學習、研究，李四光先後數次奔走國外，或前往歐美講學、參加學術會議，或進行地質構造的考察等。
雖然遠在異國他鄉，但他卻時時關心祖國的局勢。
1948年初，李四光在倫敦參加了第18屆國際地質學會以後，就與夫人一起在英倫三島上住下了。因為李四光實在是需要養病了，而且他更想在那裏繼續一些地質學方麵的研究並觀察一下國內外的局勢變化。
在此期間，李四光多次給中央研究院地質研究所地質學家、中國科學院院士許傑等人寫信支持他們堅守南京，以便為新中國的地質科學事業保留研究實力和設備。
“中華人民共和國是我多少年來日思夜想的理想國家。中央人民政府政務院是我竭誠擁護的政府。我能當選為中國人民政治協商會議全國委員會委員，我認為是我莫大的光榮。我已經啟程返國就職了。”
1949年4月，李四光收到了一封由郭沫若帶去的周恩來寫的信件，信中說周恩來總理殷切地期盼著他可以早日回國，並任命他為政協委員。看到這封由郭沫若帶頭簽名的而且是自己期盼已久的信，李四光激動不已，萬分期待著回到祖國的懷抱。
想象著自己可以在新中國的天地裏盡情展示自己的本領，想象著自己的所學終於可以在自己的祖國大顯身手，李四光想要回國的心就激蕩起來。於是，他積極地奔走於回國的事情。但是，由於二戰的影響，從英國到遠東的客輪船票需要提前一年預定，所以他的歸期隻得延遲了。但是，李四光仍然是心潮澎湃，生命的支柱馬上就要威嚴屹立了，他趁著回國前的一段時間，將自己科研方麵的遺留問題積極辦完，然後就開始了焦急的等待。
然而，這個時候，他卻又得到了這樣一個消息：國名黨駐英大使館接到命令，要自己公開發表一份關於否認中華人民共和國並拒絕接受人民政協一切委任的聲明，否則就將麵臨被扣留的危險。