Помимо этого И. И. Мечников провел ряд исследований развития насекомых. Изучая ресничных червей – планарий, он сделал свое первое наблюдение над внутриклеточным пищеварением. Вместе с А. О. Ковалевским в 1867 году он получил премию Карла Бэра первой степени, присуждавшуюся за выдающиеся работы по эмбриологии. В том же году он был выбран доцентом Одесского университета. Но уже в 1868 году после успешных выступлений на съезде естествоиспытателей и врачей в Петербурге он стал доцентом Петербургского университета и в том же году защитил докторскую диссертацию.