En 1892 regresa a la Universidad Central de Madrid, logrando que el gobierno creara un Laboratorio de Investigaciones Biológicas, que actualmente se denomina Instituto Cajal, donde trabajó hasta su jubilación en 1922.
Ramón y Cajal, además de descubrir la neurona como célula base del sistema nervioso, determinó la existencia de la hendidura sináptica, el espacio entre neuronas, donde se llevan a cabo el intercambio de neurotransmisores, lo que explicó el funcionamiento de las drogas a nivel del sistema nerviosos central.
A diferencia de otros muchos científicos o literatos, la vida de Ramón y Cajal fue encumbrada por los políticos de la época e incluso por la realeza, siendo Alfonso XIII un gran valedor del científico. En 1926, el monarca manda erigir un monumento en honor a Ramón y Cajal, que aún puede verse en el Parque del Retiro de Madrid. Fallecería en 1934.
Es de recibo mencionar que, además de gran científico, fue un honorable ser humano, que conocía las desgracias de sus coetáneos, y por los que luchaba de manera entregada. Ostentó el rango de Senador en las Cortes de 1908 a 1910 y Senador Vitalicio del Reino a partir de 1910. A pesar de sus cargos, siempre buscaba reducir su salario y no hacía uso de los beneficios que estos le hubieran podido conceder.
También resulta interesante conocer que, el afamado científico Thomas Edison patentó apenas unos meses antes que Ramón y Cajal un invento que el español había desarrollado durante bastante tiempo, pero que no consiguió capital suficiente para desarrollar. De haberlo conseguido, Ramón y Cajal sería también el padre de la fotografía moderna y no Edison (cuyos métodos siempre serán controvertidos).
