В 1602 году Уильям получил степень доктора и поселился в Лондоне. В 1607 году он получил кафедру в Лондонской коллегии врачей, а в 1609 году Гарвей занял место доктора в госпитале св. Варфоломея. Ученый с дипломами двух университетов быстро становится модным лекарем и женится весьма выгодно. Он вовсю практикует в знатнейших семействах Англии, а дружба с Фрэнсисом Бэконом помогает ему получить место «чрезвычайного врача» короля Якова I. В 1623 году он назначается придворным врачом. Благосклонность к Гарвею наследует и молодой Карл I. В 1625 году Гарвей становится почетным медиком при его дворе.
В 1616 году ему предложили кафедру анатомии и хирургии в коллегии врачей, а уже на следующий год он излагал свои взгляды на кровообращение. Во время лекции Гарвей впервые высказал убеждение, что кровь в организме непрерывно обращается – циркулирует, и что центральной точкой кровообращения является сердце. Гарвей говорил, что идея кровообращения явилась у него результатом соображений о количестве крови, беспрерывно вступающей в аорту.
В 1628 году, когда Гарвею уже пятьдесят лет, выходит его «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных».
Теория в книге Гарвея опирается на немногие простые и наглядные опыты, каждая деталь иллюстрируется бесчисленными вивисекциями и вскрытиями. Процесс кровообращения прослежен во всех его вариантах у различных представителей животного царства.
Гарвей считал, что сердце – это мощный мышечный мешок, разделенный на несколько камер. Оно действует, как насос, нагнетающий кровь в сосуды (артерии). Толчки сердца – это последовательные сокращения его отделов: предсердий, желудочков, это внешние признаки работы «насоса». Кровь движется по кругам, все время возвращаясь в сердце, и этих кругов два. В большом круге кровь движется от сердца к голове, к поверхности тела, ко всем его органам. В малом круге кровь движется между сердцем и легкими. Воздуха в сосудах нет, они наполнены кровью. Общий путь крови: из правого предсердия – в правый желудочек, оттуда – в легкие, из них – в левое предсердие. Таков малый круг кровообращения. Его открыл еще испанский врач Сервет, но Гарвей не знал этого: ведь книга Сервета была сожжена.
Из левого желудочка кровь выходит на пути большого круга. Сначала по крупным, потом по все более и более мелким артериям она течет ко всем органам, к поверхности тела. Обратный путь к сердцу (в правое предсердие) кровь совершает по венам. И в сердце, и в сосудах кровь движется лишь в одном направлении: клапаны сердца не допускают обратного тока, клапаны в венах открывают путь лишь в сторону сердца.
Как попадает кровь из артерий в вены, Гарвей не знал – без микроскопа путь крови в капиллярах не проследишь. Капилляры открыл итальянский ученый Мальпиги в 1661 году, то есть через четыре года после смерти Гарвея. Но для Гарвея было ясно, что переход крови из артерий в вены нужно искать там, где находятся мельчайшие разветвления артерий и вен.
Не знал Гарвей и роли легких. Гарвей только утверждал, что в легких кровь охлаждается и изменяет свой состав.
Рассуждения и доказательства, приведенные в книге Гарвея, были очень убедительны. И все же, как только книга появилась, на Гарвея посыпались нападки со всех сторон. В числе противников Гарвея были и крупные ученые, и множество врачей-практиков. Больные отказывались от его услуг, подметные письма достигали короля, но, к чести Карла I, он не поверил наветам и даже разрешил своему медику отлавливать в Виндзорском парке ланей для опытов по эмбриологии.
Гарвею пришлось пережить много неприятностей, но затем с его учением стали считаться все больше и больше. Молодые врачи и физиологи пошли за Гарвеем, и ученый под конец жизни дождался признания своего открытия. Медицина и физиология вступили на новый, подлинно научный путь. Открытие Гарвея создало коренной перелом в развитии медицинской науки.
В последние годы жизни ученый изучал индивидуальное развитие животных. В 1651 году был издан второй его трактат «Исследования о зарождении животных». Не имея в своем распоряжении микроскопа, Гарвей мог только догадываться о многих существенных закономерностях эмбрионального развития, и, естественно, не все его предположения подтвердились в дальнейшем. Однако многие мысли ученого представляют большой интерес.
Он первый сформулировал теорию эпигенеза, прочно установил, что зародыш цыпленка развивается не из желтка куриного яйца, как предполагал Аристотель, и не из белка, как полагал итальянский анатом Фабриций, а из зародышевого кружка, или пятна, как называл его Гарвей. Он высказал и обосновал мысль о том, что животные в период эмбрионального развития проходят ступени развития животного мира, то есть, что индивидуальное развитие повторяет общее развитие. В результате своих сравнительно-анатомических и эмбриологических исследований Гарвей впервые вывел общеизвестную формулу: «Все живое из яйца!»