F. wirkte bereits in verschiedenen Städten, bevor er 1892 als Professor für Chemie an die Friedrich-Wilhelms-Universität (heute Humboldt-Universität) berufen wurde. Hier übernahm er die Leitung des I. Chemischen Instituts, das sich zunächst in der Georgenstraße 3436 befand. Unter seinem Direktorat entwickelte sich die Einrichtung zum führenden chemischen Institut in Deutschland. F. initiierte auch den Neubau des Instituts in der Hessischen Straße 12, der 1900 bezogen wurde. Seit 1893 Mitglied der Akademie der Wissenschaften, wählte ihn die Deutsche Chemische Gesellschaft 1894, 1895, 1902 und 1906 zu ihrem Präsidenten. 1912 wurde er Vorsitzender des Verwaltungsrates des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie. F. forschte zur Chemie der Aminosäuren, wofür er 1902 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Weitere Arbeiten befaßten sich mit Zuckern, Gerbstoffen und Fetten. F. übertrug sein Vermögen der Akademie der Wissenschaften zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, bevor er sich, an Darmkrebs erkrankt, das Leben nahm. Er wohnte Dorotheenstraße 10 sowie ab 1900 in der Direktorenwohnung, Hessische Straße 12. Sein Ehrengrab befindet sich auf dem Neuen Friedhof Wannsee (Zehlendorf). Der große Hörsaal des Instituts für Chemie der Humboldt-Universität trägt seinen Namen. In ihm befindet sich eine Reliefplakette F.s von Fritz Cremer. Seine Büste steht im Sitzungssaal des Instituts. Auf dem Robert-Koch-Platz erinnert das Emil-Fischer-Denkmal an den Chemiker. Zudem sind eine Straße in Zehlendorf und eine Schule in Reinickendorf nach ihm benannt.