1857 йыл аҙағында Сеченов Берлинға ҡайта, дуҫтары менән бергә Раштыуа һәм Яңы йылды ҡаршылай, ә 1858 йылдың башында Ф. Гоппе-Зейлер лабораторияһында үттең үҙенең состав өлөштәренә һанлы анализлау менән шөғөлләнә, шунан һуң шул уҡ йылдың яҙында тикшеренеүҙәрен Венала, Медицина-хирургия хәрби академияһы профессоры, физиолог Карл Людвиг лабораторияһында дауам итә.К Людвигу я явился без рекомендации и был первым московитом, которого он увидел… Разговаривая со мной о выраженном мною намерении заняться влиянием алкоголя на кровообращение и поглощении кровью кислорода, он сделал мне род экзамена по физиологии и, должно быть, удовлетворился ответами, потому что пустил в лабораторию. Место я получил в мастерской, где работали все вообще его венские ученики… С зимы 1858 г. я был уже вхож в семью Людвига. С этих пор дружеское расположение ко мне моего милого учителя не прекращалось вплоть до его кончины, выражаясь при всех маленьких переворотах моей жизни йылдан теплыми, участливыми йылдан письмами.Карл Людвиг лабораторияһында Сеченов ҡандағы газдарҙы һәм шыйыҡсаларҙың газдарҙы йотоуын тикшереү менән шөғөлләнә, ул үҙенең ҡандан газдарҙы һурҙыра торған тәүге тергөмөш һурғысын (насос) төҙөй, был ҡоролманың эше ҡабатлынып торған торричелли бушлығы принциптарына нигеҙләнгән була, һәм «Beiträge zur Pneumatologie des Blutes» («К вопросу о пневматологии», 1859 йыл) хеҙмәтендә был турала яҙа, ҡандағы газдар тураһыдағы хеҙмәте ғалимға сит ил лабораторияларында билдәлелек килтерә. Рус медиктары өсөн Людвиг ҡан әйләнеше һәм ҡан тамырҙарының иннервацияһы, мәсьәләләре буйынса бер нисә лекция уҡый, унда Сеченовтан башҡа ,  һ. б. ҙа була, лекциялар тамамланыуға рәхмәт йөҙөнән табын ойошторола "Автобиографик яҙмалары"нда Сеченов Людвиг менән үҙ-ара мөнәсәбәттәренә айырым биттәр бағышлаған, ә уларҙың шәхси хатлашыуы утыҙ йылдан ашыу, 1859 йылдан 1891 йылға тиклем дауам итә.  фекере буйынса, «XIX быуаттың икенсе яртыһында Рәсәй физиологияһына нигеҙ һалыусы тип Людвигты иҫәпләргә кәрәк». Уның лабораторияһында бер йыл бергә эшләгән А Роллетт Сеченовтың яҡын дуҫы булып китә(һуңынан ул Грацтағы Карл һәм Франц Университеты физиология профессоры), уларҙың дуҫлығы ғүмер буйына дауам итә. Венала, 1858 йылдың көҙөндә, Сеченов докторлыҡ диссертацияһын яҙа башлай, буш ваҡытын Боткин һәм Беккерс компанияһында үткәрә, Дунай буйлап Линцка пароходта сәйәхәт итә, немец бюргерҙары балына һәм славян балына, шулай уҡ Штрауссконцерттарына йөрөй.