Развитием зародыша Бэр интересовался еще у Дёллингера. Задолго до того (в 1759 году) петербургский акаде­мик Каспар Фридрих Вольф опубликовал исследования по развитию цыпленка, столь же не понятные множест­ву биологов и Бэру попервоначалу, которому пришлось несколько раз внимательнейшим образом проштудировать работы Вольфа и Пандера, присово­купить многие размышления сравнительно-анатоми­ческого характера. И стало ясно, что без собственных углубленных наблюдений не обойтись. Тем более что ограничиваться исследованием цыпленка он не соби­рался.

Ученый указывает, что на понимание внутренних процессов в зародыше повлияли соображения об основных типах организации животных. Вернее, они предшествовали наблюдениям. Деление животного мира на такие группы занимало Бэра еще в Берлине, еще до того как в 1817 году знаменитый Кювье опубли­ковал учение о типах. Кювье группировал животных в основном по строению их нервной системы. Бэр же положил в основу деле­ния на типы более широкое понятие: «отношение в рас­положении частей», общий план организации, принци­пиальную схему, осуществляемую в ходе биологиче­ского, так сказать, монтажа. Есть, по Бэру, тип лучистый (периферический) — это морские звезды и подобные им существа. Есть членистые, удлиненные животные организмы — черви и членистоногие. К массивному типу относятся все моллюски. Четвертый тип — по­звоночные.

Вот это деление, самостоятельно разработанное, Бэр и положил в основу эмбриологических исследо­ваний, начатых им в 1819 году. А исследования, в свою очередь, должны были подтвердить теоретическую предпосыл­ку. «Я исходил из того взгляда,— пишет Бэр,— что тип позвоночных является двухсторонне-симметричным, и это стано­вилось все более ясным по мере продвижения моих работ».

Таким образом, в отличие от Вольфа и Пандера Бэр с самого начала положил в основу работы обобща­ющую идею типа, и эмбриология из описательной науки превратилась в науку сравнительную.

Были прослежены все этапы развития цыпленка от перво­го до двадцать первого дня, от «петушьего следа» — зародышевого диска в только что снесенном яйце до прорыва клювом тонкой пленки и первого вдоха, первого писка. Точность наблюдений удивительна для тогдашней микроскопической техники. Сам исследо­ватель утверждает полувсерьез, что успехом он обязан дефекту зрения: близорукость позволяла и при не­совершенной оптике рассмотреть многое, ускользнув­шее от взгляда других. В 1828 году появился в печати первый том знаменитой "Истории развития животных. Наблюдения и размышления", в который вошли процессы исследования. Бэр наблюдал ту раннюю стадию развития, когда на зародышевой пластинке образуются два параллельных валика, впоследствии смыкающиеся и образующие мозговую трубку. Бэр считал, что в процессе развития каждое новое образование возникает из более простой предсуществующей основы. Таким образом, в зародыше появляются сначала общие основы, и из них обособляются все более и более специальные части. Этот процесс постепенного движения от общего к специальному известен под именем дифференциации.

Через десятки лет после исследований Бэра был сформулирован знаменитый биогенетический закон: «Ряд форм, которые проходит индивидуальный орга­низм во время своего развития от яйцеклетки до развитого состояния, есть короткое, сжатое повторе­ние длинного ряда форм, который прошли животные предки того же организма с древнейших времен так называемого органического творения до настоящего времени». Жизнь внесла существенные коррективы в этот закон, много значивший для эволюционного уче­ния и, тем не менее, страдающий механистически упро­щенным взглядом на природный процесс. А одной из важнейших поправок было то, раннее установление Бэ­ра: зародыш можно сравнивать только с зародышем. Невозможно напрямую, без учета многих дополнений и вычеркиваний проследить историю вида по развитию эмбриона.

Итоги эмбриологических исследований Бэра отрази­лись и на его исходном положении о типах. Теперь он говорит о плане строения организма, о плане развития зародыша. Согласно плану осуществляется тот или иной тип: лучеобразное строение радиальных, завитая форма моллюсков, симметричное развитие членистых и двусимметричное позвоночных. Тип есть реализация плана развития.

В 1826 году Бэр открыл яйца млекопитающих. «Яйцо млекопита­ющих,— пишет Бэр,— является, по сути дела, желточным шаром, как птичье яйцо, но только гораздо меньшего размера». И объясняет причину: у птицы снесенное яйцо полу­чает от матери только тепло, в остальном будущая особь находится на самообеспечении; у млекопитаю­щего с первых этапов развития зародыш непрерывно получает материнское питание, ему не нужны большие запасы.

Разумеется, исследователь не остановился на яйце собаки. Он исследовал ряд млекопитающих — от дель­фина до человека, прежде чем убедился в принципи­альной одинаковости наблюдаемой картины. Это открытие было им обнародовано в форме послания на имя Санкт-Петербургской академии наук, которая избрала его 29 декабря 1826 года своим членом-корреспондентом. Другая очень важная находка, сделанная Бэром, – это открытие спинной струны, основы внутреннего скелета позвоночных.

В конце 1834 года Бэр жил уже в Петербурге. Из столицы ученый летом 1837 года совершил путешествие на Новую Землю, где до него не бывал ни один натуралист. В 1839 году Бэр совершил поездку для исследования островов Финского залива, а в 1840 году посетил Кольский полуостров. Бэр с 1840 года начал издавать, вместе с Гельмерсеном, особый журнал при академии, под названием "Материалы к познанию Российской империи". С 1841 года ученый был назначен ординарным профессором сравнительной анатомии и физиологии в Медико-хирургической академии. В 1851 году Бэр представил Академии наук большую статью "О человеке", предназначенную для "Русской фауны" Семашко и переведенную на русский язык. С 1851 года начинается ряд путешествий Бэра по России, предпринятых с практическими целями и вовлекших Бэра, кроме географических и этнографических исследований, в область прикладной зоологии. Он провел экспедиции на Чудское озеро и берега Балтийского моря, на Волгу и Каспийское море. Его "Каспийские исследования" в восьми частях весьма богаты научными результатами. В этом сочинении Бэра более всего интересна восьмая часть - "О всеобщем законе образования речных русел". Весною 1857 года ученый возвратился в Петербург. Теперь Бэр отдался преимущественно антропологии. Он привел в порядок и обогатил коллекцию человеческих черепов в анатомическом музее Академии, постепенно превращая его в антропологический музей. В 1862 году он вышел в отставку, при этом был избран почетным членом Академии. 18 августа 1864 года в Санкт-Петербургской академии наук состоялось торжественное празднование его юбилея. После юбилея Бэр посчитал свою петербургскую карьеру окончательно завершенной и принял решение перебраться в Дерпт. В начале лета 1867 года он переселился в родной университетский город.

16 ноября 1876 года К.М. Бэр скончался тихо, как будто уснул.