توجه و اشتغال وی به علم طب بعد از سنین جوانی و بنابر قول ابوریحان بیرونی پس از مطالعات و تجارب آن استاد در کیمیا جلب و عملی شده و نتیجه عارضه پی بوده که در چشم وی از تجارب کیمیا وی پدید آمده بود نوشته اند:

رازی در سی سالگی به بغداد رفت و چون بر بیمارستان مقتدر گذر کرد به طب دلبستگی یافت و به تحصیل این علم پرداخت و چون در آن چیره دست شد، به ری بازگشت و به خدمت منصوربن اسحاق حاکم ری در آمد و سرپرست بیمارستان ری شد. بعدها به بغداد رفت و ریاست بیمارستان مقتدر را بر عهده گرفت و شهرت وی در بغداد به جایی رسید که سابقه نداشت.

محل و تاریخ وفات محمد رازی به درستی مشخص نیست، بیرونی وفات او را در ماه شعبان سال 313 هجری نوشته و تعداد تألیف های وی را بیش از پنجاه و شش کتاب و رساله دانسته است.

از مهمترین آثار او یکی «الحاوی» است که به نظر از «قانون» ابن سینا مهمتر است. این کتاب چند قرن مورد مطالعه و مراجعه، بلکه تنها کتاب اصلی درسی طب به شمار می رفته است. الحاوی دائره المعارفی بوده که اکنون تمام آن در دست نیست.

محمد رازی این کتاب را به صورت یادداشتهای متعددی تهیه کرده بود و بعد از مرگ وی به دستور ابن عمید از روی یادداشتهای او کتاب را استنساخ و تنظیم کردند. مقدار زیادی از نتایج آزمایشها و مطالعات رازی در این کتاب جمع است.

اثر دیگر رازی «طب المنصوری» است که به نام منصور بن اسحاق حاکم ری تألیف و تنظیم شده است. طب المنصوری و برخی از رساله های طبی دیگر محمد رازی به زبان لاتینی ترجمه و چاپ شده و مورد استفاده اروپاییان بوده است.

کتاب «من لا یحضره الطبیب» اثر دیگر وی شامل دستورهای ساده برای معالجات گوناگون است. کتاب دیگر او «برء الساعه» است.

در علم کیمیا باید رازی را سرآمد دانشمندان اسلامی دانست. از کارهای مهم او که متکی به آزمایشهای متعدد بوده، کشف جوهر گوگرد (اسید سولفوریک) و الکل است.

محمد رازی کتابهای متعدد در کیمیا به رشته تحریر در آورده است که از آن جمله «کتاب الاکسیر» و «کتاب التدبیر» را باید نام برد.

این فیلسوف و پزشک نامی ایران علاوه بر علم وسیع کیمیا و پزشکی جهانگیر، در فلسفه نیز دارای تحقیقات عمیقی است که مورد توجه و اهمیت می باشد. از کتابها و آثار فلسفی او اکنون جز تعداد معدودی در دست نیست، ولی آن چه از فهرست بیرونی و سایر مأخذ بر می آید. وی کتابهای متعدد در کلیات مسایل طبیعی و منطقیات و ما بعدالطبیعیه داشته است و آنها عبارتند از کتابهای: سمع الکیان الهیولی الصغیر و الهیولی الکبیر. (ابن ندیم: کتاب الهیولی المطلقه و للجسم محرکا من ذاته طبعا – فی العاده – المدخل الی المنطق – کتاب البرهان – کیفیه الاستدلال – العلم الالهی علی رای سقراط العلم الالهی الکبیر فی الفلسفه القدیمه – رساله در انتقاد اهل اعتزال – قصیده الهیه – الحاصل فی العلم اللهی – الشکوک علی ابرقلس – ردنامه فرفوریس به انابون المصری – النفس الصغیر – النفس الکبیر – الطب الروحانی -  فی السیره الغلسفیه – امارات الاقبال الدوله و چند رساله دیگر فلسفی که در رد بر مخالفان خود در مسئله قدم هیولی و لذت و معاد و ناقدان خود بر علم الهی ورد بر سیس ثنوی نگاشت.

کتاب دیگری نیز در رد نبوات و در نقض ادیان داشت به نام «فی النبوات» و شاید برای تکمیل اقوال خود در همین کتاب، کتاب معروف دیگر خود را به نام «حیل المتنبین» مشهور به «مخاریق الانبیاء » نگاشته بوده است.

محمد رازی علاوه بر تالیف های فلسفی، شروح و جوامعی هم از آثار متقدمین مانند ارسطو و افلاطون داشت. از افلاطیون رساله طیماوس را شرح کرد و از ارسطو جوامعی در منطق چون جوامع قاطیفوریاس و باری ارمینیاس و انالوطیقا ترتیب داد و نیز کتابی در منطق به روش و با اصطلاحات متکلمین اسلام تدوین کرد. دائره المعارف دانشمندان علم و صنعت درباره محمد بن زکریای رازی آمده است.

محمد رازی نه فقط در طب به تجربه دست می زد بلکه آزمایش را در کلیه مباحث علوم طبیعی ضروری می دانست. وی آزمایشهای شیمیایی خود را با چنان دقتی تشریح و توصیف کرده که امروزه هم هر شیمی دانی می تواند عیناً آن را مجددا به معرض آزمایش درآورد. رازی مواد شیمیایی را طبقه بندی کرد، در بابی وزن مخصوص تحقیقاتی به عمل آورد و به اکتشافات مهمی از قبیل اکتشاف الکل و اسید سولفوریک نایل آمد. وی نخستین کسی است که کلیه اشیای عالم را به سه طبقه حیوانات، نباتات، جامدات تقسیم کرده است.

مسعودی در کتاب التنبیه و الاشراف گفته است که: رازی در سال 310 هجری کتابی در سه مقاله راجع به فلسفه فیثاغوری نگاشت و بعید نیست این توجه به فلسفه فیثاغوری جدید نتیجه تعلم رازی نزد ابوزید بلخی بوده باشد که از شاگردان کندی و متوجه فلسفه فیثاغوری جدید بود.

محمد رازی در پایان عمر به سبب کثرت کار و  مطالعه نابینا شد.