Задачи психологического исследования Челпанов видел в точном и объективном изучении отдельных элементов и фактов психической жизни, основанном как на экспериментальных данных, так и на результатах самонаблюдения. Таким образом, подход Челпанова к эксперименту вытекал из его методологических, философских позиций. Главным методом в его концепции оставалось самонаблюдение, хотя он подчеркивал необходимость дополнения этого метода данными эксперимента, сравнительной и генетической психологии. Ведущая роль интроспекции, по мнению Челпанова, связана с тем, что многие факты душевной жизни трансцендентны, а потому не поддаются объективному объяснению и исследованию.
В начале ХХ века Челпанов был одной из центральных фигур в научной жизни Москвы, в его доме собирались многие видные представители московской научной интеллигенции. Он принимал живое участие в работе Московского психологического общества, товарищем председателя которого являлся… Многие его статьи публиковались в психологических и философских журналах.
Однако главным делом его жизни стала организация психологического института, который начал строиться в 10-х гг. на деньги известного мецената С.И. Щукина. Для ознакомления с работой психологических институтов и лабораторий он в 1910–1911 гг. неоднократно выезжал в командировки в Германию и США, по его проектам было закуплено оборудование для института, организованы различные лаборатории. Благодаря ему Московский психологический институт, первый в мире выстроенный именно как психологическое научно-исследовательское и учебное учреждение, стал одним из лучших по оснащенности оборудованием и по количеству применявшихся исследовательских технологий.
Большое значение придавал Челпанов и подбору кадров, стремясь собрать под крышей института талантливых ученых. Он пригласил в институт К.Н. Корнилова, П.П. Блонского, Н.А. Рыбникова, В.М. Экземплярского, Б.Н. Северного и других, ставших впоследствии известными психологами. Уже после революции он предложил работу в институте А.Н. Леонтьеву и А.А. Смирнову. Таким образом, не будет преувеличением сказать, что Челпановым взращена целая плеяда молодых ученых, которые стояли у истоков отечественной психологической науки.
Фактически работа в институте началась еще в 1912 г., однако официальное открытие состоялось 23 марта 1914 г. На торжествах, посвященных этому событию, Челпанов выступил с речью «О задачах Московского психологического института», в которой подчеркивал, что свою главную цель он видит в объединении всех психологических исследований под одной крышей для того, чтобы сохранить единство психологии.
В 1917 г. институт начал издавать печатный орган «Психологическое обозрение» под редакцией Челпанова и Шпета. Первый выпуск открывался программной статьей Челпанова «Об аналитическом методе в психологии», в которой он излагал свой подход к психологическому эксперименту.
Насыщенная научная и педагогическая деятельность Челпанова после революции круто оборвалась. В 1923 г. он был отстранен от работы в университете, фактически изгнан оттуда, а также из основанного им института. Инициаторами его ухода стали его бывшие ученики и сотрудники, в первую очередь Корнилов и Блонский, выступавшие за перестройку психологии на основе марксизма. Глубокий знаток философии и сам по натуре философ, Челпанов неоднократно писал, что психология, как и математика, физика и другие науки, должна быть вне любой философии. В том числе и марксистской. Для того, чтобы лишиться права на преподавание и научную деятельность в условиях новой России, этого было более чем достаточно.
Некоторое время Челпанов еще пытался продолжать научную деятельность, сотрудничая в Государственной академии художественных наук (ГАХН), вице-президентом которой был Шпет. Однако в 1930 г. академия была закрыта, и Челпанов окончательно остался без работы и фактически без средств к существованию. В одном из писем к дочери он рассказывал о том, как не смог прочитать чудом разрешенную публичную лекцию, поскольку у него не нашлось для этого приличного костюма. Из бывших учеников только Шпет пытался помочь ему, но и его собственное материальное и политическое положение было в ту пору очень сложным. В 1935 был инициирован судебный процесс над бывшими сотрудниками ГАХНа, по приговору которого Шпет был расстрелян. Та же участь постигла сына Челпанова, Александра, также в свое время работавшего в академии. Окончательно сломленный жизненными невзгодами, Челпанов скончался 13 февраля 1936 г.
