于是,凯库勒从建筑学转学化学。起初,家人很是不理解,不同意他的转学。他的化学教师弗里德里希·莫登豪尔是发明磷火柴的科学家。后来,凯库勒又在李比希实验室进行分析化学实验。
1851年,凯库勒去法国巴黎留学。由于资金紧张,他生活很苦。
1895年,凯库勒担任了根特大学的化学教师。
1861年起,凯库勒开始研究苯的结构。凯库勒关于苯环结构的假说,在有机化学发展史上作出了卓越贡献。他早年受到建筑师的训练,具有一定的形象思维能力,他善于运用模型方法,把化合物的性能与结构联系起来,他的苦心研究终于有了结果,1864年冬天,他的科学灵感导致他获得了重大的突破。他曾记载道:“我坐下来写我的教科书,但工作没有进展;我的思想开小差了。我把椅子转向炉火,打起瞌睡来了。原子又在我眼前跳跃起来,这时较小的基团谦逊地退到后面。我的思想因这类幻觉的不断出现变得更敏锐了,现在能分辨出多种形状的大结构,也能分辨出有时紧密地靠近在一起的长行分子,它围绕、旋转,象蛇一样地动着。看!那是什么?有一条蛇咬住了自己的尾巴,这个形状虚幻地在我的眼前旋转着。象是电光一闪,我醒了。我花了这一夜的剩余时间,作出了这个假想。”于是,凯库勒首次满意地写出了苯的结构式。指出芳香族化合物的结构含有封闭的碳原子环。