Huhtikuun 29 p:nä Lönnrot lähti Paikkarista liikkeelle Hämeenlinnaa kohti. Saadakseen lähemmin tutustua kansaan ja sen oloihin Lönnrot pukeutui hyvin yksinkertaisesti ja oli olevinaan talollisen poika, joka meni Karjalaan sukulaisiinsa. Outo ei osannut erottaa nuorta maisteria tavallisesta talonpojasta tai kuljeksivasta kisällistä, niin koruton oli hänen ulkonainen asunsa. Lönnrot oli tähän aikaan pitkä, hoikka ja luiseva nuorimies, jonka karheita ja päivän paahtamia kasvoja suuret eloisat silmät kaunistivat. Talonpoikaiset vaatteet yllä, laukku ja pyssy selässä, sauva kädessä, huilu rinnalla napinreiästä riippumassa, keveät matkakengät jalassa ja lyhyt uskollinen piipunnysä hampaissa — sellainen oli sen miehen vaatimaton ulkoasu, joka nyt intomielin lähti pelastamaan kansansa hengenaarteita. Jo aivan alkumatkalla hän halvan ulkoasunsa vuoksi joutui hupaisiin seikkailuihin, joista hänen vaellusretkensä ovat niin rikkaat. Erään majatalon väki piti tuvan rahilla nukkuvaa Lönnrotia jonakin maankiertäjänä kisällinä; ja kun hän eräässä toisessa kievarissa lähellä Hämeenlinnaa pyysi hevosta kyytiin, "saapuakseen Hämeenlinnaan matkustajana eikä kisällinä", sekä hidastelevalle isännälle pyyntönsä tueksi juhlallisesti luetteli kaikki akateemiset arvonimensä, arveli isäntä vain: "Sanokaa tuolle meidän Kransille (koiralle) sellaisia." Hevosetta Lönnrotin täytyi lähteä tallustelemaan eteenpäin, ja renkipoika vielä ivallisesti kysyi että "käydenkös se magisteri lähtee?" Maisteria kyllä pojan hävytön kysymys harmitti, mutta pian hänen lämmin mielensä luonnon helmassa ilostui. Ja kun hän ei enää sinä iltana luullut ennättävänsä oikeaan aikaan Hämeenlinnaan, poikkesi hän tieltä havumetsään ja nukahti jonkun tunnin raikkaalla kuusenhavuvuoteella. Aamuyöstä hän kuitenkin jatkoi matkaa kaupunkiin, meni vanhaan tuttuun apteekkiin ja laskeusi maata herättämättä ketään oppilasten huoneesen sohvankannelle, jonka asetti vuoteekseen tuolien varaan. Siinä on jo muutamia kuvaavia piirteitä Lönnrotin retkistä.
Hämeenlinnasta Lönnrot jalkaisin, ystävien rattailla ja venekyydissä vaelsi Hollolan ja Heinolan kautta Mikkeliin, tutustuen etupäässä kansan kieleen, tapoihin ja elinkeinoihin, sillä nuo seudut olivat runoköyhiä. Tultuaan Savon puolelle hän ihastui suuresti Savon murteesen, arvellen sen muita sulavammaksi. Mikkelistä itäänpäin alkoi jo runojakin ilmestyä, ja ystävällinen rahvas täällä miellytti Lönnrotia paljoa enemmän kuin Hämeessä. Kerimäeltä Karjalaan päin kasvoi vähitellen runosaalis, joskin Lönnrotin keräystyötä osaltaan haittasivat hänen vierailunsa pappiloissa y.m. herraspaikoissa. Sitäpaitsi hän piti liikaa kiirettä poikkeamatta juuri ollenkaan syrjään valtateiltä. Kesälahdella hän tapasi matkansa parhaan runonlaulajan, kuudennusmies Juhana Kainulaisen, jolta hän kolmatta päivää sai kirjoittaa runoja, m.m. erään Lemminkäisen kosintaa ja kuolemaa esittävän eepillisen runon. Huilunsoitollaan Lönnrot kokosi rahvasta ympärilleen kuin ennen Väinämöinen, luki kuulijoille ennen painettuja tai kerättyjä runoja ja sai siten nämä itsekkin laulamaan julki salatut tietonsa. Karjalaiset olivat hyvin avosydämistä ja vieraanvaraista väkeä, ja vaatimaton Lönnrot viihtyi erinomaisesti heidän seurassaan. Olo Kainulaisen rehdissä talossa jätti hänelle hauskat muistot; emäntä m.m. Lönnrotin tietämättä pesetti hänen liinavaatteensa, jotka hän saunasta tultuaan oli heittänyt kangaspuille kuivamaan. Kiteellä Lönnrot joutui erään talonpoikaispohatan häihin ja tutustui siten karjalaisten vanhoihin ja mutkallisiin häätapoihin, joista antoi kertomuksen. Tohmajärveltä hän aikoi kääntyä Vienan lääniin, mutta viehättyi ensin poikkeamaan Sortavalassa ja Valamossa. Luostari kaikkine kullasta kimaltelevine kirkkoineen teki Lönnrotiin ikävän vaikutuksen, ja hengenvaaralla hän tiheässä sumussa rantalaisten veneessä palasi sieltä Sortavalaan. Pälkjärvellä hän taas nukkui yhden yön laukku päänalusena metsässä havuvuoteella, josta lehmät aamusella pöyhivät hänet hereille. Aikomuksensa oli yhä samota Venäjän Karjalaan, mutta saavuttuaan Pielisjärven itäpuolitse Nurmekseen hän kai kesän ja rahojen vähyyden vuoksi kääntyi kotimatkalle eikä osunut ohjaamaan askeleitansa edes runorikkaasen Salmin kihlakuntaan, kun oli huomaavinaan runojen Sortavalan puolella vähenevän. Kotimatkan hän suoritti nopeasti Kuopion, Rautalammin ja Laukaan kautta, saapuen tuttuun Laukkoon syyskuun alussa. Rautalammilla hän kävi tunnettujen kansanrunoilijain Paavo Korhosen eli Vihta-Paavon ja Pentti Lyytisen pakeilla.
Joskin Lönnrotin matkan alkuperäinen päämaali, Vienan Karjala, jäi saavuttamatta, voi hän silti olla tyytyväinen retkensä tuloksiin. Matkalla hänen näköpiirinsä oli laventunut, henkensä virkistynyt; hän oli oppinut tuntemaan itäsuomalaisen kansan rikasta kieltä ja alkuperäisiä oloja ja paras kaikesta — runoja oli karttunut runsaasti, yhteensä noin 300 numeroa loitsuja, häävirsiä, lyyrillisiä runoja ja uudempia lauluja. Vanhoja eepillisiä runoja oli sen sijaan niukalti. — Helsinkiin saavuttuansa Lönnrot ryhtyi runojensa julkaisupuuhiin lisätäkseen arvokkaalla tavalla köyhää suomalaista kirjallisuutta. Jo matkalla ollessaan hän lepopaikoissa oli järjestellyt keräyksiään painoa varten, ja Helsingissä hän jatkoi tätä työtä. Tässä oli lähinnä Topeliuksen esimerkki hänellä silmäin edessä. Mutta Lönnrot menetteli koko joukon vapaammin: hän tasoitteli runojen kieltä ja oikeinkirjoitusta sekä yhdisteli eri toisintoja pitemmiksi runoiksi. Hänen tarkoituksensa näet oli toimittaa runot mahdollisimman yleistajuisina ja lukukelpoisina julkisuuteen. Täten hän vähitellen johtui sille tielle, joka vihdoin vei Kalevalan kokoonpanoon. Marraskuun lopulla hän julkaisi tilausilmoituksen, jossa hän sanoo runot arvokkaiksi sentähden, että ne antoivat tietoja vanhan kansan oloista, olivat puhdasta kieltä ja muuten somia laadultaan. Painatustyö kuitenkin viipyi, ja vasta kesällä 1829 ilmestyi ensi vihko nimellä "Kantele taikka Suomen Kansan sekä Vanhoja että Nykysempiä Runoja ja Lauluja". Toinen vihko ilmestyi vielä samana vuonna. Ensi vihon esipuheessa hän ilmoittaa julkaisullaan tarkoittavansa sitä, että kansa oppisi antamaan arvoa vanhoille runoillensa ja että runoista olisi etua suomenkielelle ja kansan muinaisuuden tuntemiselle. Samoin hän toisen vihon esipuheessa lausuu runoista: "Net ehkä parahiten selittävät, minkälainen elämän muoto ja minlaiset tavat vanhana aikana Karjalan ja Savon mailla olivat." — Lönnrot ei siis pannut pääpainoa julkaisun tieteelliselle puolelle, vaan ensi sijassa tahtoi toimittaa arvokkaita ja herättäviä kansankirjoja, joiden pohjalle sitten voitaisiin rakentaa uutta kansallista sivistystä.
"Kanteleen" kolmas vihko ilmestyi painosta v. 1830 ja neljäs v. 1831. Mutta yleisön harrastus oli vielä perin laimea, ja köyhä Lönnrot, joka kesken kiireellisiä lukujaan oli itse kustantanut julkaisunsa, kärsi tappiota. Hänen täytyi keskeyttää työnsä ja jättää viides jo valmiiksi toimitettu osa painamatta. Mutta se oli suureksi onneksi suomalaiselle kirjallisuudelle. Jotkut innokkaat suomenkielen ystävät johtuivat näet silloin miettimään keinoa, jonka avulla kansallista kirjallisuutta voitaisiin edistää. Ja keino keksittiinkin. Helmikuun 16 p. 1831 kokoontui 12 nuorta yliopiston jäsentä yliopiston suomenkielen lehtorin Kaarle Niklas Keckmanin luo, ja he päättivät perustaa seuran, joka ottaisi tehtäväkseen suomenkielisen kirjallisuuden viljelemisen, koska asia muka oli "ainakin keveämpi toimitettaa monelta kuin viideltä", kuten Lönnrotin laatima suomenkielinen pöytäkirja lausuu. Se oli Suomalaisen Kirjallisuuden Seuran vaatimaton synty — seuran, joka sitten mitä mahtavimmin on työskennellyt suomalaisen kirjallisuuden hyväksi. Lönnrotista tuli seuran ensimäinen sihteeri ja pian sen uutterin työntekijä. Hänen ja kirjallisuuden seuran työ liittyivät siitä lähtien toisiinsa. Hän kokosi ja järjesti arvokkaat kansalliskirjallisuutemme kulmakivet — seura kustansi ne julkisuuteen.
Jo Kanteletta toimittaessaan Lönnrot yhä oli halunnut Venäjän Karjalaan, jonne hän ensi matkallansa ei ollut ehtinyt. Siellä hänelle yhä kajasti eepillisten runojen oikea kultamaa. Ja vaikka lääketieteelliset luvut vaativat aikaa, ei into antanut hänen kauemmin pysyä alallaan. Runonkeruu oli tullut hänelle toiseksi luonnoksi. Kanteleen viidennen osan valmiiksi kirjoitetussa esipuheessa (20 p:ltä huhtik. 1831) hän ilmoittaa lujan aikomuksensa olevan seuraavana kesänä samota tuonne Topeliuksen viittomille runomaille ja lisää: "Moni ehkä päättää minun sopimattomasti käyttäivän ja muistamata omaa parastani, kuin sillä lailla kulutan aikani ja vähät varani turhiin runoin etsinnässä ja niiden präntättämisessä; muutamat ovat sitä edessänikin soimanneet. Saattaa niin olla muka; toisinansa olen itekkin miettinyt luopua työstä, josta ei ole muuta kuin vaiva ja kulutus. Niin se kyllä on kuin onkin, mutta vaikea on luopua luonnostansa ja luovuttuammekin palajamme usein, mihen luonto vaatii."
Lönnrot otti siis taas laukun selkäänsä, matkasauvan käteensä ja lähti liikkeelle Helsingistä lopulla toukokuuta 1831. Samalla hän erosi Suomalaisen kirjallisuuden seuran sihteerin toimesta, johon astui Lönnrotin harras ystävä, lehtori Keckman. Seura puolestaan päätti antaa Lönnrotille matkarahoiksi 100 seteliruplaa, jotka Lönnrotin matkan keskeytymisen vuoksi jäivät sillä kertaa antamatta. Lönnrot samosi nyt pohjois-Hämeen ja pohjois-Savon kautta Kajaanin kihlakuntaan, missä vallitsi ankara katovuosi, niin että Lönnrotin täytyi kerran elää kolme päivää pelkällä maidolla ja pettuleivällä. Myös vaikea vilutauti jo alkumatkasta haittasi hänen runonkeräystään. Runojen saalis olikin niukka, sillä matka kävi runoköyhien seutujen kautta nopeasti suoraan Vienan lääniä kohti. Kuitenkin hän tutustui tälläkin matkallaan eri seutujen rahvaan kieleen ja tapoihin, kulkiessaan heidän kyydissään ja maatessaan heidän pirteissään. Jo oli hän Kuhmon ja Kiannan sydänmaiden läpi samonnut kaukaiseen Kuusamoon, aikoen juuri astua rajan ylitse, kun hänet täällä saavutti lääkintöhallituksen käsky viipymättä palata Helsinkiin taistelemaan Suomeen saapunutta aasialaista koleraa vastaan, joka juuri teki tuhoisaa surmaretkeänsä läpi Europan. Lönnrot totteli käskyä ja palasi nopeasti Iisalmen ja Kuopion kautta Helsinkiin, jonne saapui jo 22 p. elokuuta. Vienan Karjalan runomaat jäivät siis nytkin käymättä, niin katkeralta kuin se lie innokkaasta runonkerääjästä tuntunutkin.
Lönnrot määrättiin heti koleralääkäriksi Helsingin sairashuoneesen ja kolerantarkastajaksi Porvoon, Sipoon, Nurmijärven, Hämeenlinnan ja Sääksmäen alueille. Hän ryhtyi pelottomasti taisteluun ruttoa vastaan, joka vihdoin tarttui häneenkin ja piti häntä pari päivää elämän ja kuoleman vaiheilla. Hauskana kaskuna kerrotaan, kuinka kerran, Lönnrotin ollessa avojaloin ja paitahihasillaan toimessaan, itse Suomen ankara kenraalikuvernööri, kreivi Zakrevski, tuli tarkastamaan sairashuonetta. Salatakseen pukunsa vajanaisuutta Lönnrot silloin kiireesti pistihe tyhjään sairassänkyyn ja veti peiton leukaa myöten yllensä. Zakrevski kulkee ohi, luulee Lönnrotia joksikin potilaaksi ja sanoo seuralaiselleen: "Katsos, kuinka tuo tuossa on musta; se kai jo kohta kuolee." Lönnrotia, joka todella oli hyvin tummahko iholtaan — olihan hän mustapään Matin jälkeläinen — mahtoi Zakrevskin johtopäätös varmaan makeasti naurattaa.
Koleralääkärinä ollessaan Lönnrot siinä sivussa harrasti runonkeräystäkin ja m.m. marraskuussa samana vuonna kirjoitti muistoon Sääksmäellä merkilliset Ritvalan Helkavirret, jotka Gottlundkin jo 7 vuotta aikaisemmin oli kirjaan pannut. Samalla hän lukujensa ohella Runebergin lehdessä "Helsingfors Morgonbladissa" julkaisi yhtä ja toista kansanrunoutta koskevaa, antaen m.m. kuvauksen sen ajan talonpoikaisista runoniekoista, Ritvalan helkajuhlista ja runonkeruumatkoistaan. Ahkerat opinnot veivät kuitenkin niin tarkoin Lönnrotin ajan, ettei hän joutanut toimittamaan uusia runojulkaisuja. Jo v. 1830 hän oli tullut lääketieteen kandidaatiksi, toukokuussa 1832 hän suoritti lääketieteen lisensiaattitutkinnon, ja seuraavassa kesäkuussa hän saavutti lääketieteen ja kirurgian tohtorinarvon, puolustettuansa suosijansa prof. Törngrenin esimiehyydellä väitöskirjan Om Finnarnes magiska medicin (Suomalaisten loitsulääkityksestä). Näemme kuinka Lönnrot väitöskirjassaankin koetti sovittaa yhteen lääketieteellisiä opinnoitaan ja kansanrunouden harrastuksiaan.
Näin oli Lönnrot päättänyt yliopistolliset opintonsa. Hän oli Helsingissä ollessaan ahkerasti seurustellut Törngrenin perheessä ja viettänyt joutoaikojaan rakkaassa Laukossa, joka oli muuttunut hänen toiseksi kodikseen. Laukossa elettiin entiseen tapaan, ja varsinkin isännän syntymä- ja nimipäivä, Agapetuksen päivä 18 p. elokuuta, muodostui juhlahetkeksi, jolloin tuttavat lukuisasti saapuivat Laukkoon. Lönnrot oli tietysti ensimäinen mies vieraiden parvessa, jotka enimmälti olivat lääkäreitä, eikä suinkaan säästänyt iloansa iloisten joukossa. Kuuluupa hän sukkelan professori Ilmonin kanssa yhtenä juhlanumerona esittäneen tanssi-ilveilyjäkin, niin kehno tanssija kuin hän olikin. — Lönnrot tavallisesti kauimmin viipyi vieraana ja eli kuin kotonansa. Hyvänä räätälinä hän kerran leikkasi itselleen päällystakin, jonka pitäjän räätäli sitten ompeli. Takin kuosi miellytti niin kartanon renkejä, että he yksi toisensa jälkeen alkoivat sarkapakka kainalossa vaeltaa Lönnrotin kammariin pyytämään, että tohtori leikkaisi heillekin yhtä somia päällystakkeja. Ystävällinen tohtori täyttikin renkien pyynnön, mutta kun hän piloillaan kysyi, pitikö hänen myös ommella takit, arvelivat rengit, että "kyllä räätäli ne sentään ompelee paremmin kuin tohtori". — Kerran Törngrenin perhe oli heinäniityllä, ja professori ehdotteli että seurue ruumiinsa terveydeksi kuokkisi niityn runsasta palkintoa vastaan. Muut kuokkijat, ollen nuoria ja työhön tottumattomia, ansaitsivat vain mitättömän summan, mutta vahva ja kestävä Lönnrot ansaitsi koko 200 taaleria, jotka isäntä, huolimatta pehtorin nurisemisesta, empimättä maksoi tuolle tohtorin arvoiselle kuokkijalle. "Hyvä Laukko" pysyi yhä Lönnrotin mieluisimpana olinpaikkana.
Helsingissä ollessaan Lönnrotkin osaltaan lienee kai kuulunut siihen pieneen piiriin, joka 1830-luvun alussa "lauantaiseuran" nimellä tuli tunnetuksi, tai ainakin hän oli sitä lähellä, sillä olihan hän useiden seuran varsinaisten jäsenten tuttava. Seuran kokouksiin hän tuskin lienee ennättänyt ottaa osaa. Valtiolliset olot olivat entistä kireämmät, ankara virkavalta rasitti painajaisen tavoin, ja nuoret, innokkaat isänmaan ystävät huolekkaasti keskustelivat kansallisesta tulevaisuudesta. Lauantaiseuran sieluna oli Runeberg, ja sen muista jäsenistä olivat huomattavimmat voimakas Snellman, sukkela ja nerokas Nervander ja itsetietoinen Cygnaeus. Suomen parhaat nuoret kyvyt olivat tässä piirissä edustettuina, ja usein sen intomieliset jäsenet läpi yön istuivat yhdessä pohtimassa kansallisia ja kirjallisia kysymyksiä. Siinä oli koossa intoisaa nuoruutta, rikkaita toiveita, hehkuvaa halua ja henkistä pyrkimystä. Siinä kypsyivät Suomen vastaiset suurmiehet elintehtäviinsä. — Muuten Lönnrotin lääkäriksi lukemisen ajoilta ei ole paljon tietoja. Hän ei ollut mikään julkisuuden mies, vaan pysyi vaatimattomasti syrjässä, sillä hänen aikansa kyllä kului tyyten ahkerissa opinnoissa ja mieli työn harrastuksissa. Pian hän jättikin Helsingin pariksi vuosikymmeneksi.