Dopo gli studi cominciò la carriera accademica. Grazie alla fama acquisita con le sue ricerche fu chiamato a Pavia, uno degli atenei più prestigiosi dell’epoca, per ricoprire l’insegnamento di Storia Naturale.
Durante un suo viaggio a Costantinopoli, Spallanzani fu accusato del furto di alcuni reperti dal Museo di Pavia,di cui era Direttore. La vicenda si concluse dopo un anno con la completa assoluzione di Spallanzani e con il biasimo ufficiale dei professori coinvolti nella congiura, tra cui Gregorio Fontana, Antonio e Alessandro Volta.
Pur lamentandosi del clima insalubre della città, rimase a Pavia sino alla morte avvenuta nel 1799. A sua memoria rimangono un busto in un cortile dell’Università centrale ed una statua di marmo, attualmente collocata a Palazzo Botta nel giardino dell'ex Istituto di Zoologia "Lazzaro Spallanzani". Anche una via ed uno dei collegi universitari di porta il nome dello scienziato.
Dal 1761 Spallanzani si occupò di una delle questioni più dibattute tra i naturalisti di tutta Europa: la generazione spontanea, e dopo anni di ricerche, grazie a prove condotte con metodi sperimentali rigorosi e l’uso del microscopio, ne dimostrava l'infondatezza. Nel 1768 Spallanzani cominciò a interessarsi anche di un altro fondamentale fenomeno vitale: la circolazione sanguigna, scoprì l'esistenza dei capillari e dei globuli bianchi.
Negli ultimi anni le sue ricerche si indirizzarono soprattutto sulla riproduzione e sperimento la “fecondazione artificiale”. In oltre studiò digestione e respirazione.