1894 р. став переломним у житті молодого вченого: за рекомендацією В. Антоновича Грушевський був затверджений професором кафедри всесвітньої історії Львівського університету. У Львові він поряд з напруженою лекційною роботою з головою поринув у діяльність Наукового товариства ім. Т. Шевченка (НТШ), де був обраний керівником філософсько-історичного відділу і редактором «Записок Наукового товариства ім. Т. Шевченка».
Очоливши товариство 1897 p., учений перетворив його на щось схоже на українську Академію наук. У НТШ почали працювати історична, філософська та природничо-математична секції, діяли музей, бібліотека, друкарня, книгарня. За ініціативою М. Грушевського почався випуск «Джерел до історії України-Русі» – унікальної етнографічної збірки.
Ще у львівський період своєї діяльності вчений вирішив утілити в життя давню творчу мрію – створити узагальнюючу працю з історії України. Це видавалося йому справою честі своєї і свого покоління. 1899 р. вийшов перший том монументальної праці Грушевського «Історія України-Русі». Спочатку передбачалося видати тритомний твір, але в міру того як продовжувалася дослідницька робота, праця розросталась і в остаточному варіанті являє собою незавершений десятитомник. До 1913 р. вийшло 7 томів і перша половина восьмого. Останній, десятий том був опублікований уже після смерті вченого 1937 р. Пізніше побачили світ і стислі, так би мовити, «напівмірні» варіанти цієї праці: «Нарис історії українського народу» (1904) та «Ілюстрована історія України» (1911). У цих творах М. С. Грушевський, спираючись на широкий документальний матеріал, дані етнографії і археології, доводив, що історія українського народу почалася не з XIV ст., як до цього вважалося, а з IV ст., з часів слов'янських племен антів. Першою українською самостійною державою була Київська Русь, наступницею якої вчений вважав не Володимиро-Суздальську, а Галицько-Волинську землю. Стисло свою концепцію Грушевський виклав у статті «Звичайна схема Руської історії і справа раціонального викладу історії східного слов'янства», яка стала широко відомою. З натхненням сприйнята слов'янською інтелігенцією, стаття була не сприйнята і засуджена в офіційній російській історіографії.
Грушевському під час роботи у Львівському університеті вдалося створити свою історичну школу, до якої належать такі відомі українські історики, як І. Крип'якевич, І. Джиджора, Є. Трелецький, С. Томашевський.
У Галичині Михайло Сергійович почав і політичну діяльність. Досить швидко він зблизився з представниками демократичної еліти Західної України, зокрема з видатним поетом, ученим і громадським діячем І. Я. Франком. Професор Грушевський став одним з ініціаторів створення Української національно-демократичної партії, обійняв у ній посаду заступника голови. Але досить скоро у нього виникли розбіжності з більшістю