Счастливые и спокойные дни заканчиваются. Из-за своих прогрессивных взглядов ученый вынужден уйти из университета. Мечников переезжает в Петербург, но и там работает недолго. Несмотря на поддержку А. Ковалевского и И. Сеченова, группа реакционно настроенных профессоров, добиваясь ухода ученого из университета, не допускает избрания Мечникова профессором кафедры зоологии. Илья Ильич не выдерживает организованной травли и покидает невский «храм науки». Потрясенный этим, Мечников не может найти утешения и дома. Его жена Людмила Васильевна Федорович, всегда трогательно любившая мужа, была тяжело больна, и Илья Ильич уезжает с женой в Италию. Там у него обостряется давняя болезнь глаз, которая грозит слепотой, но ученый находит в себе мужество и силы переломить судьбу.

И. Мечников с женой О. Белокопытовой

Тучи, затянувшие его небосклон, начинают рассеиваться. Вместе с улучшением состояния жены приходит письмо от старого друга профессора-ботаника Л. Ценковского с приглашением вернуться на должность профессора зоологии в Одесский университет. И Мечников возвращается в Россию. Жена не смогла поехать с ним, в 1873 году она умирает на острове Мадейра, который был последним прибежищем больных туберкулезом, съезжавшихся на это «кладбище в цветах» со всего мира.

Илья Ильич проводил ее в последний путь, опять уехав из России, как ему казалось уже навсегда. Снова набежала тоска и отчаяние… Год Мечников был вне родины, но жизнь упрямо берет свое – в 1874 году он возвращается в Одессу, и опять спешат студенты на блистательные лекции своего любимого профессора.

В 1875 году ученый женится второй раз – на Ольге Николаевне Белокопытовой, которая становится верной и преданной спутницей его на всю жизнь. Именно она создаст Мечникову тот микроклимат в семье, который позволит ему полностью отдаться любимой научной деятельности и будет восхищать каждого, бывавшего в их гостеприимном доме. Ольга Николаевна была талантливой художницей, неоднократно выставляла свои работы на выставках, ее дар высоко оценивали многие известные мастера. Но после замужества она без сожаления превращает свою специальность в хобби – отныне ее жизнь принадлежит только любимому человеку и его Делу.

Илья Ильич счастлив. Англичане говорят: «Мой дом – моя крепость». Именно семейный тыл помогает Мечникову стойко переносить новые испытания, которыми щедро одаривает его судьба. После убийства в 1881 году Александра II в России усиливается реакция. Честный и порядочный человек, Мечников не мог идти против своей совести – в речах и статьях, обличая террор охранки и полиции, ученый требовал независимости университетов, восстановления гражданских свобод. В 1882 году Мечников подает прошение об отставке, администрация удовлетворяет его. Все… Больше аудитории Новороссийского университета в Одессе не увидят профессора никогда. С педагогической и научной деятельностью в России покончено навсегда. Страна потеряла еще одного Ученого, еще одного Гражданина…

Мечниковы уезжают в Италию. Илья Ильич мечтает изучать беспозвоночных в естественной среде. Уютная рыбачья деревушка Ринго на берегу Средиземного моря близ Мессины становится их прибежищем. И именно здесь в 1882 году Мечников впервые совершит наблюдение, которое в корне изменит его жизнь. Получая Нобелевскую премию в 1908 году он скажет об этом сам: «…Совершился перелом в моей научной жизни. До этого зоолог – я сразу сделался патологом, я попал на новую дорогу, которая сделалась главным содержанием моей последующей деятельности». Мечникову было в 1882 году 37 лет.