拜耳公司斥重金用于研究及改进研究质量，置办设备精良的实验室，精心设计动物实验方案。他们对自己的科学家慷慨解囊，鼓励他们在药物研发或测试方面朝专业化方向发展。染料公司首次发布药物（赫希斯特和它生产的凯灵）是在1882年，然而在10年内，拜耳公司和它的竞争者就已经踏上了一条崭新的现代化大道，向着创新药物的研发与生产高歌猛进。

在研发初期，较为诱人的方式是先利用现有的药物，即寻找现有药物的新生产方法，以此避开竞争对手的专利，就像杜伊斯贝格在他的商业生涯之初所做的那样。另一条路径是修改现有的化合物，让它们变得更安全或更有效。拜耳公司继续对柳树皮产品进行优化，继续在合成奎宁的道路上屡败屡战；与此同时，它也在寻找新的方向。当时世界上的有效药物寥寥无几，不出意外，他们很快就注意到了罂粟。

自从弗里德里希·威廉·瑟托内尔在1805年分离出吗啡，化学家们就不断对它进行修改——往往是出于好奇，不带什么目的性。在苏格兰和伦敦都出现了一些改良版产品，其中一些促进了化学理论的发展，确立了不同分子结构导致特定药效的概念。

1874年，查尔斯·阿尔德·赖特（Charles Alder Wright）在伦敦的圣玛丽医院合成了一种新的化合物——二醋吗啡（diacetylmorphine），并将它寄给了曼彻斯特的F. M.皮尔斯（F. M.Pierce），以便在狗和兔子身上进行测试。在一千年前，拉齐斯曾在巴格达写下比较的重要性，他对某些病人使用他的脑膜炎疗法，而对另一些病人不用，通过比较两组病人之间的差异来确定这种疗法的效果。从赖特采用的方法就可以清楚看出，医学在这一千年里与拉齐斯的思想已脱离甚远：尽管赖特的化学知识远比10世纪的波斯人精准，但他并没有使用对照组动物。结果他对二醋吗啡的作用仍然全无概念，也失去了进一步研究的兴趣。

与此同时，卡尔·杜伊斯贝格的拜耳公司也在寻找改良鸦片的方法。1832年，他们从罂粟中分离出另一种生物碱可待因。它与吗啡功能类似，可以抑制烦人的咳嗽，对精神的影响比较温和，这引起了拜耳的化学家们的兴趣。他们正在寻找比全能的吗啡更温和的药物，而将乙酰基加入化合物中就能产生这种效果，让药效更柔和，更容易被利用。拜耳公司的化学家菲利克斯·霍夫曼（Felix Hoffmann）在1897年8月10日对水杨酸进行乙酰化，从而制造出了阿司匹林。在两周时间内，他也乙酰化了吗啡。

约瑟夫·冯·梅灵医生曾在1893年告诉拜耳公司，对乙酰氨基酚没有进一步研究价值；1897年之前，他一直在默克公司（Merck）工作。默克公司在1668年起步之时只是德国西南部达姆施塔特的一家药店，由家族经营并传承至今。19世纪初期，伊曼纽尔·默克（Emanuel Merck）继承了家族企业，并开始进行业务扩张。在他的掌管下，公司把兴趣放在了威廉·珀金及苯胺染料之前的药物上，与其他竞争对手形成了较大差异。默克让冯·梅灵来测试经过乙酰化的吗啡，并对其发表意见。冯·梅灵没觉得这种药物有什么特别之处，便让默克不必在意。

但在拜耳公司，霍夫曼的这种乙酰化产品——二醋吗啡——就要受重视得多。他们发现动物在使用二醋吗啡后，呼吸会变得深沉缓慢。当时结核病正在世界范围内肆虐，急性发作时能让人呼吸急促、咳嗽不止。这么看来，这种药应该很有前途。拜耳的员工在自己身上进行测试，发现效果出众。服用者的咳嗽停止了，并感到自己身强体健、神采奕奕，也不再疼痛；事实上，他们觉得自己英勇无畏（heroic）。1898年9月，拜耳公司开始推广这种可以缓解呼吸道疾病症状的新药，他们称其为海洛因（Heroin）。

新药很快被销售一空。早期研究并未发现其成瘾性的证据，当然，成瘾性一直存在，只是这些研究的设计很差，根本发现不了。但海洛因并不会立刻让人上瘾，所以首批使用它的医生和病人都没有发现[“你不会在一夜之间药物成瘾，”小说家威廉·伯勒斯（William Burroughs）写道，“至少要每天注射两次，过三个月才会形成惯性。”]。拜耳的化学家十分自信，认为基于他们对药物结构的了解，成瘾性不是什么问题，所以他们并未设计任何能够证明自己所言有误的试验。化学家和医生的力量正在不断强大，而成功肯定不会令人谦逊。

海洛因能消除咳嗽、缓解疼痛，并让人整体感觉更加良好，这些效果显而易见，甚至用不着借助什么系统性的观察方法就能发现。服药者就算本来没什么毛病，也会在服药后备感舒适。首先被扭转的是海洛因有助于呼吸的观点。人们发现，海洛因对呼吸的影响就和吗啡一样，和此前的鸦片酊、鸦片也一样。事实上，海洛因在人体内会转化成吗啡，这也是其疗效的来源。当发现这一点时，没人感到惊讶，因为他们已经见多了两者的相似之处。海洛因的故事证明，就算是世界上最好的化学家和医生，并且在已知药物结构的情况下，也不一定能够预测出其疗效。但吸取这一教训的人并不多，研究者也往往不长记性。

拜耳公司在1913年停止了海洛因的生产，因为在大众心中，尤其是在美国，它已经和成瘾牢牢联系在一起，销售利润抵消不了恶劣的公众影响。虽然还有公司在继续生产海洛因，还有人将它当成有效、好用的药物，但美国等国家已经对其完全禁用，哪怕是出于治疗需要。对于患有粉碎性骨折、心脏衰竭、折磨人的癌症、窒息性呼吸困难的病人来说，海洛因具有很好的效果，如果手头只有吗啡，那么大剂量使用也能获得同样效果。拜耳公司的官网上自豪地描述了阿司匹林的研发过程，却对海洛因只字不提，这真是可悲。但要说羞耻，拜耳公司可参与过许多更恶劣的行径，正如下文所述。