在巴黎跟随沙可期间，弗洛伊德被沙可的思想所鼓舞。在这一时期他从一个神经学家转变为一名精神病理学家，从对躯体的研究转向对心理的研究。弗洛伊德对精神分析的兴趣是在
1884 年与 J.布洛伊尔合作期间开始产生的。布洛伊尔是一位非常杰出的医生，不但帮助弗洛伊德排忧解难，而且还使弗洛伊德学会用新方法治疗癔病。
1882 年 11
月他已经从布洛伊尔的病人安娜·欧的病例了解到催眠及宣泄疗法（布洛伊尔称为“谈话治疗法”）的效果，巴黎回到维也纳以后，他进一步考虑同布洛伊尔一起研究安娜·欧病例。这时候，弗洛伊德已从沙可那里学到有关治疗歇斯底里病症的方法。他在接受布洛伊尔的研究成果的基础上，进一步深入地探索其中隐含的问题，终于发现了催眠疗法的奥秘，揭示出催眠疗法的使用范围及其与人的内在精神状态的关系。为了使催眠术更臻完善，1889
年夏，弗洛伊德亲自到法国南锡，试图向多年应用催眠术的法国医生们求教，他说服一个病人跟他一块到南锡去接受催眠治疗。就在这次治疗这位女病人的过程中，弗洛伊德同法国医生本汉的讨论得出了一个重要的结果，即认为催眠疗法的作用是有限的，另外他发现并非所有的患者都能接受催眠，最后弗洛伊德放弃了催眠术而转向自由联想。
1895
年，弗洛伊德将自己与布洛伊尔共同研究歇斯底里病症的成果写成《歇斯底里研究》一书。这本书的出版，为弗洛伊德的精神分析学的创立奠定了理论基础。在研究歇斯底里症的过程中，弗洛伊德在医学史和心理学史上第一次使用了“精神分析学”这个概念。1897
年，在其父亲去世后的一年，弗洛伊德开始了他的自我分析，进行自我分析的主要方法是对自己的梦进行解析。他认为心理障碍是由于性紧张累积而引起的，这种分析结果导致
1900 年《梦的解释》一书的出版，该书现在被许多人推崇为弗洛伊德最伟大的著作。然而，这本书也遭到大量批评，出版后的 8 年间只售出 600
册。而弗洛伊德从中只获得相当于 209 美元的稿费。在其一生余下的时间里，弗洛伊德一直坚持自我分析，每天工作的最后半小时被用于自我分析。
从 19 世纪 90
年代开始，他在尝试了多种治疗技术。先是沙可所使用的催眠暗示；然后试用了聚精会神的技术，就是他把手按在病人的额头上并促使其回忆；布洛伊尔使用的渲泄的技术，即发掘个人问题并以语言表达出来而获得不良情绪的摆脱和释放。这个时候，弗洛伊德已经年过四十，但他的精神分析理论却几乎没有多少发展。随着《梦的解释》一书的出版，精神分析运动逐渐发展起来。这时在弗洛伊德周围聚集着一批年轻的学者，成立了星期三心理研究小组，或称维也纳精神分析小组，1902
年发展成立心理分析学会，当时参加的人后来都变成了杰出的分析学家，包括 A.阿德勒、O.兰克、费登、和 C.荣格。
弗洛伊德将荣格视为自己的继承者，然而，此时精神分析小组内部出现了裂痕，主要原因是阿德勒、兰克和荣格等人均因与弗洛伊德理念不合而逐渐发展了他们自己的理论和风格，而这一事实又不为弗洛伊德所理解。于是，原先的精神分析小组因冲突和急诊而瓦解。兰克被开除出弗洛伊德圈子，阿德勒于
1911 年离开这一小组建立了个体心理学，荣格于 1914 年与弗洛伊德分道扬镳建立了分析心理学。