В 35 лет Бэр был уже известным учёным; Петербургская академия наук предложила ему место профессора. Бэр дал согласие и приехал в Россию. В Петербургской академии наук он проработал с 1834 по 1867 г.

Бэр установил основные типы эмбрионального развития и доказал, что все позвоночные развиваются по единому принципу; открыл закон зародышевого сходства, согласно которому зародыши высших животных сходны не со взрослыми формами низших, а с их зародышами и в процессе эмбрионального развития проявляются последовательно признаки типа, класса, отряда, семейства, рода и вида (закон Бэра); создал систему измерения черепов и др.

В 1864 г. Академия наук отметила 50-летний юбилей научной деятельности Бэра. В 1867 г. учёный вернулся на родину в Дерпт, где и провёл последние годы своей жизни.

Скончался 28 ноября 1876 г.