В противоположность вундтовской психологии многие экспериментальные исследования в русской психологии проводились под знаком материалистических идей. У истоков этого направления находились два величайших корифея науки – И. М. Сеченов(1829–1905) и И. П. Павлов(1849–1936).

В трудах Сеченова, начиная с 1863 г., последовательно формируется материалистическое понимание психической деятельности. Изучая материальный субстрат психических процессов – мозг, Сеченов предложил рефлекторную теорию психической деятельности. Продолжателем его дела был И. П. Павлов, создавший теорию условных рефлексов и проложивший путь от объективных исследований по функциональной физиологии центральной нервной системы к изучению материальных основ психических явлений.

Взгляды Сеченова и Павлова оказали решающее воздействие на мировоззрение видного представителя естественно-научного направления в психологии В. М. Бехтерева. Вся рефлексология В. М. Бехтерева была реализацией рефлекторной теории Сеченова. Бехтерев стремился выявить связь психической деятельности с мозгом, с нервными процессами, называл психические процессы «невропсихикой». По его мнению, изучение психики не может быть ограничено одной ее субъективной стороной. Бехтерев утверждал, что «нет вообще ни одного сознательного или бессознательного процесса мысли, который не выражался бы рано или поздно объективными проявлениями» (Бехтерев В. М. Объективная психология и ее предмет // Вестник психологии. 1904. № 9–10. С. 730). Объективная психология должна пользоваться только объективным методом и характеризовать психический процесс только с его объективной стороны, утверждал он.

Первая в России экспериментальная психологическая лаборатория открылась в 1885 г. при клинике нервных и душевных болезней Харьковского университета; были устроены лаборатории опытной психологии в Петербурге, Дерпте. В 1895 г. по инициативе крупнейшего русского психиатра С. С. Корсакова была создана психологическая лаборатория при психиатрической клинике Московского университета. Заведовать ею стал ближайший помощник Корсакова – А. А. Токарский. Психологическая лаборатория в Новороссийском университете (в Одессе) была создана на историко-филологическом факультете профессором философии Н. Н. Ланге.

Во второй половине XIX в. в отечественную психологию был введен эксперимент. Первые отечественные работы по психологической диагностике выполнялись в первые десятилетия XX в.

Одна из первых значительных дореволюционных отечественных работ по психологическому тестированию была выполнена Г. И. Россолимо в 1909 г. в Московском университете. Он создал методику индивидуального психологического профиля, которая сводилась к определению 11 психических процессов, которые оценивались по десятибалльной системе. А. Ф. Лазурский создал новое направление в дифференциальной психологии – научную характерологию. Он стоял за создание научной теории индивидуальных различий. Основной целью дифференциальной психологии он считал «построение человека из его наклонностей», а также разработку возможно более полной естественной классификации характеров.

Он выступает за естественный эксперимент, при котором преднамеренное вмешательство исследователя в жизнь человека совмещается с естественной и сравнительно простой обстановкой опыта.

Важным в теории Лазурского было положение о теснейшей связи свойств характера с нервными процессами. Это было объяснение свойств личности нейродинамикой корковых процессов. Научная характерология Лазурского строилась как опытная наука, опирающаяся на изучение нейродинамики корковых процессов. Не придавая вначале значения количественным методам оценки психических процессов, используя только качественные методы, он позднее ощутил недостаточность последних и попытался использовать графические схемы для определения способностей ребенка. Но работы в этом направлении были им не закончены, помешала кончина исследователя (1917).