從維也納大學畢業後，弗洛伊德於1882年轉向醫務實踐，進入維也納公立醫院工作了三年。在這個時期內，他研究過從幼年到成年腦的（特別是延髓的）個體發育，深入研究腦解剖和精神病理學。他在這一方麵寫出的論文發表在神經病學的刊物上，曾贏得了卓越神經病學家的聲望。此外，還先後在外、內、小兒、皮膚等科服務，獲得了廣泛的臨床經驗。
1884年，弗洛伊德在研究工作中獲得了一項重要的成就，即發現了可卡因（Cocaine）的止痛作用，這是一種具有局部麻醉作用的麻醉藥劑，對局部麻醉學說的發展起過推動作用。在這個時期，他是一個堅定的無神論者、唯物主義者和科學的生理學家。這是同他以後心理學方麵的理論係統有矛盾的。
1885年，弗洛伊德通過筆試和口試，並發表《論腦的髓道》公開講演，獲得了維也納大學編外講師職位。
也就在這個階段，弗洛伊德對神經症的療法產生了濃厚的興趣，開始了他人生中的一個重大轉折。
與當時的神經學家相同，他所看到的兩大疾病是歇斯底裏症和神經衰弱症。不過當時的醫學界既沒有任何有價值的理論，也沒有什麼現成的療法可以提供給他。
事實上，直到19世紀，人類還沒有科學的辦法對付神經病。有一種傳統的迷信觀點，認為精神病是由於妖魔鬼怪潛入人體造成的。所以就用恐嚇、拷打等殘酷的辦法，摧殘病人的肉體，給病人的肉體以強烈的刺激，以便把妖魔鬼怪從病人的身體中趕出去，達到治療的目的。隨著資本主義社會的發展，隨著自然科學的進步和資產階級人道主義精神的傳播，到了19世紀初期，一些醫學家開始反對用一些野蠻的、不人道的方法對付神經病，開始探討神經病產生的真正原因和治療神經病的科學的方法，並且提出了關於神經病的種種理論和學說。在19世紀，逐漸形成了兩種相反的研究方向。一種是強調從人的機體方麵尋找神經病的原因，主要從人腦尋找原因，用生物學、生理學、物理學、化學、解剖學等來說明人的精神活動和心理現象，認為神經病是由於人腦受到某種損傷或人腦的機能在某些方麵發生了障礙造成的，力圖找出神經病的生理機製，依此製定治療的方法。當時這一派被認為“肉體派”，這一派在19世紀占主導地位。另一種則反對用物理學、化學、生物學和解剖學等去說明心理活動，主張看重分析人的精神生活，從人的思想意識活動和心理活動，尋找精神根源，認為神經病主要不是大腦機能的損壞造成的，大多數的神經病是一種精神疾病，必須深入研究人的精神活動和心理活動，從中找出治療神經病的辦法。這一派被稱為“精神派”。“精神派”在當時是一種新的方向，還不占主導地位。這是因為當時的生物學和醫學遠遠領先於任何心理學的緣故。
在初期，弗洛伊德還是按照當時神經病學的常規進行治療，但他始終在尋找救治神經病的新途經。他深刻地感到，神經係統疾病在機體上找不出顯著的原因（組織的傷害、破壞等），這是當時對科學家的一種直接挑戰，所以他決心要探索出這種原因來。為此，1885年，他專門到巴黎去向法國著名神經病學家沙爾可（1825-1893）學習治療神經病的經驗，為期4個半月。