В двадцатилетнем возрасте Бируни покинул дворец Абу Насра и отправился странствовать. За три года путешествий по Персии он освоил множество наук: историю, географию, математику, астрономию, геодезию, минералогию, фармакологию и т. д. В 21 год Бируни сконструировал астролябию для наблюдения за солнечными затмениями и одним из первых изготовил глобус. В 998 г. он поселился на севере Ирана, в небольшом городке Джурджане (современном Горгане), и поступил на службу к местному правителю Шамс аль-Маали Кабусу. Бируни прожил в этом городке десять лет. И ежедневно занимался научными исследованиями. В этот период он создал монументальный труд, посвященный анализу исторической хронологии древних цивилизаций, – «Хронологию древних народов», где были собраны и описаны все известные в то время системы календарей. Эта книга объединила в себе знания из истории, астрономии и культурологии.
В 1004 г. новый Хорезмшах пригласил Али ибн Мамуна, а также многих других ученых из разных стран в новую столицу Хорезма – Ургенч, где образовалось научное общество под названием «Академия Мамуна». Бируни был там организатором научной работы. Также ученый состоял при дворе Хорезмшахов на дипломатической службе, поскольку прослыл незаурядным лингвистом. Он владел персидским, согдийским, сирийским, греческим, еврейским языками, латынью. Позже изучил санскрит и хинди.
В 1017 г. Хорезмийское княжество было завоевано султаном Махмудом Газневи, и Бируни вместе с другими видными хорезмийцами отправили в город Газни – крупный торгово-культурный центр, расположенный на территории современного Афганистана. Империя Махмуда простиралась далеко за пределы Афганистана – до границ нынешних Пакистана, Индии, Ирака. Однако султан хотел большего. Поэтому регулярно совершал опустошительные походы в Индию. И неизменно брал с собой Бируни, что давало возможность ученому исследовать языки, религии и культуры индийских народов. Обладая способностью схватывать все на лету, Бируни за короткое время сумел освоить санскрит – язык индуистского богослужения. Это позволило ему познакомиться с литературой Индии. По мнению Бируни, различные цивилизации должны изучать одна другую, а не уничтожать. Поэтому он не только читал и сравнивал индийские тексты с литературой других народов, но и переводил сочинения индийских авторов с санскрита на арабский и персидский языки, а арабских – на санскрит.
Будучи разносторонне образованным человеком, Бируни написал «Книгу индийской истории» («Китаб Тарих аль-Хинд»). Эта, по сути, энциклопедия содержала множество сведений из истории Индии, а также раскрывала особенности индийской философии (например, теорию санкхьи, космической эволюции и т. д.), географии и культуры. На страницах книги впервые была изложена древняя математическая задача о мудреце, который принес царю свое изобретение