Tämä Lönnrotin ensimäinen varsinainen runonkeräysmatka kävi eteläisen Hämeen ja Savon kautta Karjalaan Laatokan rannoille asti, sieltä pohjoiseen Nurmekseen, Kuopioon ja sieltä vihdoin Laukkoon. Runoja kertyi kokolailla. Kesälahdella hän tapasi erinomaisen laulajan Juhana Kainulaisen, jonka runoja sai kirjoittaa kolmatta päivää. Muistamme, millä keinoin Porthan sai laulajat purkamaan salaisuutensa. Lönnrot sai tietoniekat esittämään runonsa siten, että hän itse luki heille ennen saamiansa runoja. Se aukasi ujonkin suun, ja niin kertyi runoja, lauluja, arvoituksia, sananlaskuja, loitsuja, häävirsiä, sanoja.
Mihin tarkoitukseen Lönnrot näitä runoja sitten kokosi? Niitähän useat pitivät joutavina loruina, toiset, kuten jo on mainittu, katsoivat niitä kansassa säilyneiksi pakanuuden jätteiksi, joita käyttämästä ja muistamasta kansaa oli ankarasti varotettava. Ei niiden kauneuttakaan käsitetty.
Lönnrot piti niitä tärkeinä ennenkaikkea sen vuoksi, että niistä näki Suomen kansan esi-isien elon ja olon: Niissä kuvastui kansan uskonnollinen käsitys, sen tunne-elämä, sen pyrkimykset ja aatteet, niissä kerrottiin myös sen jokapäiväisistä töistä ja toimista. Suurten tietäjäin ja sankarien ylistetyt ominaisuudet olivat ihanteita, joita suomalaiset itselleen asettivat. Runoja oli koottava, painettava ja levitettävä kansan luettavaksi, jotta se näkisi niissä oman muinaisuutensa, oppisi niissä tuntemaan omaa itseään ja antamaan noille vanhoille runoillensa arvoa. Kenties pystyisivät nämä runot herättämään jonkunlaista kansallista innostusta. Sivistyneet, jotka harrastivat suomenkielen asiaa, oppisivat niistä puhdasta, oikeaa ja kaunista kieltä. Kaikki tämä voisi sitten olla pohjana uudelle kansalliselle sivistykselle. Näin ajatteli Lönnrot.
Saamiaan runoja hän ei tahtonut painattaa aivan semmoisina, kuin oli kansan suusta kuullut. Niistä olivat ainoastaan harvat yhdenjaksoisia, pitempiä runoja. Useimmat olivat lyhyitä sirpaleita, jotka eivät olleet missään yhteydessä toistensa kanssa. Toisinaan taas samasta aiheesta oli useampia, vain hiukan toisistaan poikkeavia runoja, n.s. toisintoja, joita kaikkia ei kannattanut painattaa, kun jonkunlaisen kuvan asiasta voi saada yhdestäkin. Kuvatakseen esitettävän asian perinpohjin hän yhdisti useampia toisintoja, otti kustakin sopivimmat säkeet ja laittoi niistä yhden pitemmän runon. Uusia säkeitä hän ei tehnyt eikä niiden sisältöä millään tavalla muuttanut, hiukan vain korjaili niiden oikeinkirjoitusta yhdenmukaisuuden saavuttamiseksi, koska eri paikoissa samat sanat lausuttiin eri tavalla. Näin muokkaamansa runot hän julkaisi vihkoina nimeltä »Kantele taikka Suomen Kansan sekä Vanhoja että Nykysempiä Runoja ja Lauluja». Omalla kustannuksellaan hänen oli vihot julkisuuteen toimitettava. Neljä vihkoa ilmestyi sillä tavalla. Mutta kun ne tuottivat tappiota, oli työ siihen keskeytettävä. Niin vähäinen oli yleisön harrastus asiaan. Silloin tulivat avuksi hänen ystävänsä, jotka yhdessä hänen kanssaan perustivat (1831) Suomalaisen Kirjallisuuden Seuran, joka aikoi vasta kustantaa hänen kansanrunokokoelmansa.
Lönnrot voi näin ollen työtä jatkaa. Ennenkuin oli saanut lääkärilukunsa loppuun, hän teki vielä matkan, nyt, kuten edelliselläkin kerralla, päämääränä Vienan Karjala. Mutta sinne hän ei päässyt vieläkään. Kuusamosta hänet kutsuttiin koleralääkäriksi Helsinkiin, sillä tämä rutto oli alkanut maassa raivota. Seuraavalla kerralla vasta hän pääsi rajan taa, mutta ei tällöinkään osunut parhaille laulumaille. Pian hän sitten, tultuaan nimitetyksi piirilääkäriksi Kajaaniin, asettui vakinaisesti runoalueiden läheisyyteen. Itsessään ei Kajaani ollut mikään hauska paikka. Mutta runosaaliille oli paikka hyvä. Virkamatkoillaan hän tapasi aina jonkun runopätkän, laulun, arvoituksen ja Kajaanin markkinoille tuli väkeä hyvinkin kaukaa, joukossa runolaulajiakin. Heitä hän laulatti, heiltä hän kyseli selityksiä outoihin sanoihin, joita hän keräämissään runoissa tapasi. Ja heiltä hän kuuli kaukaisilla seuduilla asuvista runolaulajista, joita hän sitten matkoille päästyään saattoi etsiä ja laulattaa.
Runoja oli Lönnrotille kertynyt melkoisesti. Ne hän aikoi julaista samantapaisissa vihoissa kuin »Kantele» ennen. Sitä varten hän rupesi järjestelemään runoja. Tällöin hän huomasi, että monissa runoissa puhuttiin samoista taruhenkilöistä, milloin Väinämöisestä, milloin Ilmarisesta, milloin Lemminkäisestä. Niistähän voi jokaisesta saada enemmän tai vähemmän täydellisen esityksen. Ensi työkseen hän rupesi sovittamaan yhteen Lemminkäisestä kertovia runoja. Kun työ oli tehty, oli saatu koko kaunis tulos: 825 säettä pitkä runoelma. Tästä innostuneena hän aikoi heti sovitella yhteen Väinämöistä ja Ilmarista käsittelevät toisinnot. Ennenkuin hän kuitenkaan ehti sen tehdä, hän pääsi käymään parhaille runomaille Vienan lääniin. Vuokkiniemen Vuonnisen kylässä hän tapasi kaksi erittäin hyvää runolaulajaa: Ontrei Malisen ja Vaassila Kieleväisen. Nämä lauloivat hänelle niin pitkiä ja täydellisiä runoja, että hän katui, ettei jo ennen ollut näille maille mennyt. Paitsi sitä, että Kieleväinen lauloi runoja, hän kertoi suorasanaisesti yhtä ja toista Väinämöisestä. Näin Lönnrot sai entistä elävämmän käsityksen siitä, minkälaiseksi Väinämöinen oli kuviteltava. Tätä sankaria koskevia runoja hän sai niin paljon, että järjestettyään ja soviteltuaan ne niistä syntyi 1721 säettä pitkä runo.
Eri sankarien kuvauksia näin kootessaan hän tuli huomaamaan, etteivät ne ole toisistaan jyrkästi erotettuja, vaan esim. Väinämöistä käsittelevissä runoissa puhutaan Ilmarisesta, Lemminkäisestä j.n.e. Kun jossain runossa kerrottiin jokin Lemminkäisen teko, mainittiin toisessa runossa Väinämöinen, Ilmarinen tai joku muu sankari saman teon suorittajaksi. Kaikki runot kuuluivat siis tavallaan yhteen, olivat osia samasta kokonaisuudesta, vaikka eri runolaulajat, jotka tätä kokonaisuutta eivät täysin tunteneet, koska kenenkään muistin varassa ei voinut niin paljon runoja pysyä, taisivatkin ainoastaan vähäisiä osia siitä ja itse lisäillen siihen, mitä eivät muistaneet, sotkivatkin asioita sekaisin. Lönnrot käsitti nyt tehtäväkseen sovittaa hajanaiset, näennäisesti hyvinkin erilaiset ja ristiriitaisia ajatuksia sisältävät runot niin yhteen, että niistä jälleen syntyisi kokonaisuus. Kauan jo oli tämä ajatus hänen mielessään kytenyt hämäränä. Viimeisen keräysmatkan runsas saalis ja Vaassila Kieleväisen kertomukset olivat tätä ajatusta paljon kirkastaneet ja täynnä intoa hän nyt ryhtyi sitä toteuttamaan. Syntyisi kenties samallainen suomalaisen kansallishengen luoma kuin oli kreikkalaisilla ja joillakuilla muilla kansoilla. Niin järjesti hän kaikki sankareita käsittelevät runot yhteen ja niistä muodostui ensimäinen Kalevala-laitos »Runokokous Väinämöisestä», joka sisälsi kokonaista 16 runoa. Sitä ei painettu. Hän lähetti kyllä sen Kirjallisuuden Seuralle, mutta pyysi samalla, että painattaminen lykättäisiin siksi, kunnes hän vielä kävisi Vuokkiniemessä kuulemassa sellaisten runolaulajain tietoja, joita hän edellisellä matkallaan ei ollut tavannut.
Uudella matkallaan hän sai kuulla Arhippa Perttusta, suurinta runolaulajaa. Lönnrotin kertomuksen mukaan tämä »ukko oli silloin 80-vuotias, mutta oli ihmeteltävässä määrässä säilyttänyt muistinsa. Kaksi päivää umpeensa, vähän kolmattakin, hän askarrutti minua runojen kirjoittamisella. — — — Kuka tietää, olisinko toiste enää tavannut ukkoa hengissä; ja jos hän olisi ehtinyt muuttaa tuonen tuville, olisi hänen kanssaan melkoinen osa ikivanhoja runojamme vaipunut hautaan.»
Niin kertyi taas paljon runoja. Ne oli sovitettava entisten joukkoon »Runokokoukseen». Vähäinen ei ollutkaan työ, sillä uusista runoista teos paisui toisen verran laajemmaksi. Lähes vuoden kuluttua, helmi k. 28 p. 1835, valmistui käsikirjoitus, jonka nimeksi nyt pantiin »Kalevala taikka Vanhoja Karjalan Runoja Suomen kansan muinaisista ajoista». Se sisältää 32 runoa. Entinen nimi, »Runokokous Väinämöisestä» oli hyljättävä, koska runojen sisältönä ja aiheena ei suinkaan ollut yksinomaan Väinämöinen. Näin syntyi meidän »Vanha Kalevalamme» ja sen muistoksi vietetään nytkin helmikuun 28 päivää Kalevalan päivänä koko maassa.
Nykyinen käytännössä oleva »Uusi Kalevala» ilmestyi 1849. Kun »Vanha Kalevala» oli valmistunut, ei Lönnrot siihen työtänsä jättänyt, vaikka hänen siihen asti tekemänsä työ jo oli tehnyt hänestä »suuren». Hän teki vielä useita pitkiä matkoja keräten lisää runoja, arvoituksia, sananlaskuja, loitsuja ja sanoja. Saipa hän nuorempia miehiä auttamaan itseään. Eräs heistä, joka oli hänellä apuna sanakirjan teossa, osui uusille rikkaille runoalueille. Ilomantsista hän tapasi erittäin taitavan runolaulajan Simana Sissosen, jolta hän sai useita kymmeniä uusia runoja. Inkerinmaalta hän sai myöskin paljon ennen tuntemattomia, varsin arvokkaita runojaksoja. Täten Lönnrotille kertyi niin paljon uusia runoja, että kävi mahdolliseksi muodostaa Kalevalasta entistä paljoa suurempi laitos. Uutta Kalevalaa kokoonpannessaan hän menetteli vielä vapaammin kuin edellistä laitosta toimittaessaan. Virheelliset säkeet hän korjasi, kertovaisten runojen väliin hän pisti entistä useampia loitsuja, laulurunoja ja sananlaskuja, tehden näin Kalevalan entistä väririkkäämmäksi ja kauniimmaksi. Kalevala tuli siten eriämään siitä muodosta, joka runoilla oli kansan niitä laulaessa. Mutta sittenkin Kalevala on kokonaan kansanhengen tuotetta. Lönnrot ei ole pannut siihen omaansa muuta kuin sinne tänne jonkun yhdistävän säkeen, sellaisen kuin »Sanoi vanha Väinämöinen», »Siitä tuon sanoiksi virkki», saadakseen kertomuksen yhtenäisesti juoksemaan. Hän on vain järjestänyt eri tahoilta kuulemiaan runoja samalla tavalla kuin tekivät kaikki runolaulajat. Sellaisena runolaulajana hän itseään pitikin. Erotus muiden runolaulajain ja hänen välillään oli vain se, että hän taisi paljon enemmän runoja kuin muut, hänen kun ei tarvinnut turvautua yksin muistiinsa, vaan hän kirjoitti paperille kaikki kuulemansa runot.