既然疑问占据了李约瑟追求真理与科学精神的心灵，就要设法去解答、破译，于是，李约瑟自内心深处发生了信仰上的皈依（conversion）。对此，李氏说道：“我深思熟虑地用了这个词，因为颇有点像圣保罗在去大马士革的路上发生的皈依那样。……命运使我以一种特殊的方式皈依到中国文化价值和中国文明这方面来。”[5]

《圣经》上说，犹太教徒扫罗在前往大马士革的途中，忽然被一束强光罩住，并受到耶稣的责备。此后，扫罗反省了三天三夜，耶稣派了亚拿尼亚去看望扫罗。从此扫罗皈依了耶稣，并改名保罗，成为耶稣直接挑选的使徒。李约瑟形容自己的这种转变“颇有点像圣保罗在去大马士革的路上发生的皈依那样坠入中华文化的“爱河”，“对汉语、汉文、汉字和自古以来传播于中国的思想，产生了激情。它们把我引入了一个我以往一无所知的新天地”。[6]正是这一思想和学术价值观的转变，使37岁的李约瑟开始向鲁桂珍和剑桥另一位著名汉学家古斯通夫?哈隆（Gustav Halouu）发愤学习汉语，并渴望在有生之年破译这个“李约瑟难题”。当鲁桂珍即将毕业离开剑桥时，李约瑟与她合写了第一篇中国科学史论文，并相约：今后决心要在这方面做出一番事业，犹如罗马国会上主张“迦太基不灭，我们就要被灭亡”的誓言一样。

此时的李约瑟立志要写出的是“一册过去西洋文献中旷古未见的关于中国文化中的科学、技术和医药的历史专书”，并通过这部著作，解开这个令人困惑的难题——这就是后来震动世界，由最初的一册而延伸到30多卷册的皇皇巨著《中国科学技术史》得以问世的胚芽。

1942年秋，英国政府在二次世界大战最为重要的转折时刻，决定派遣一批著名科学家与学者赴中国考察访问并给予人道主义援助。作为英国皇家学会会员兼及初通中文，并对东方文明怀有浓厚兴趣的李约瑟有幸被选中，他与牛津大学的希腊文教授E.R.多兹（E.R. Dodds，又译为道兹或托德斯）组成英国文化科学使团，前往中国。1943年3月，李约瑟与几位同事从印度加尔各答经中国与外界相连的唯一通道——著名的“驼峰”航线，飞越喜马拉雅山，进入云南昆明，自此开始了长达4年的在华考察生涯。

在昆明逗留期间，李约瑟访问了西南联合大学与中央研究院在昆明的天文、化学和工程研究所，并为这几家机构输送了部分图书、仪器等紧缺物品。

3月21日，李约瑟一行由昆明飞往重庆。翌日一早，前往中央研究院总办事处拜访总干事叶企孙，讨论战后中国与欧洲科学合作事宜。其后与当时正在重庆的国民政府政治、科学、教育、文化界大员吴铁城、陈立夫、王世杰、翁文灏、张道藩、蒋廷黻、蒋梦麟、朱家骅、梅贻琦等人分别作了晤谈。受朱家骅聘请，李约瑟与E.R.多兹出任中央研究院通讯研究员。在英国驻华大使西摩的理解和支持下，这年6月，通过中英政府的共同努力，在重庆成立了中英科学合作馆，李约瑟出任馆长，办公地点设在英国驻华使馆一侧的平房内，人员由6位英国科学家和10位中国科学家组成。

就在这个机构组建时，李约瑟因对昆明和重庆几所大学与研究所的访问，越发感到中国古代文明博大精深，埋藏在心中的陈年旧梦开始复苏，他找到国民政府教育部部长陈立夫，陈述自己除承担的中英文化交流工作，还有一个研究中国古代科学的计划，拟在自己最感兴趣的中国古代科技成就、科学思想及其人类文化史上的价值方面，做深刻比较、研究，写一部专著，名为《中国的科学和文化》（南按：即后来的《中国科学技术史》）。陈立夫听罢，“以其所志正获吾心” ，[7]当即表示赞赏与支持，并鼓励道：“这个计划非常好，这本书由你写比我们写好，因为你不是中国人，由一个非中国人来谈中国事物所编写的书必然有更大的价值。”[8]为配合李约瑟这一工作计划，陈立夫许诺政府在力所能及的范围内给予全力支持。出于对这位外国学者所立志向的敬重，陈立夫还当场赠给李约瑟前后《汉书》各一部。事隔42年，李约瑟访问台湾时，还未忘记就赠书一事再次当面向陈氏道谢。