人性論》時，感覺到《人性論》“洋洋大觀”、“很了不得”，後來透過研究，發現了其中有許多毛病：休謨只是在用流暢的文字討論連他自己也無法解決的問題，他“出發點太窄，工具太不夠用”，但“仍然能夠提許多的重大問題，做一種深刻的討論。”這一發現，使他對哲學研究的興趣更加濃烈。
後來，金嶽霖又到德、法、意等歐洲國家遊學。這一時期，他幾乎完全沉浸在西方哲學之中，從蘇格拉底、柏拉圖到亞里士多德，從洛克、休謨到康德，從布拉德雷到羅素、穆爾、維特根斯坦，他都進行了廣泛而又深入地研究，並把他們的思想和理論融會貫通，變為自己豐富的思想營養和構建自己哲學、邏輯學體系的材料，為他以後寫作《邏輯》、《論道》、《知識論》等著作打下了堅實的基礎。
1926年，金嶽霖回國後發表了他的第一篇哲學論文：《唯物哲學與科學》。他在文中說：“世界上似乎有很多的哲學動物，我自己也是一個，就是把他們放在監牢裡做苦工，他們腦子裡仍然是滿腦子的哲學問題。”
金嶽霖的知識論原本抗戰期間在昆明時就已經完稿，全稿六七十萬字。當時日機經常空襲昆明，金嶽霖為了不讓稿子毀於日機的轟炸，就帶著稿子跑警報。到了山邊上，他就坐在稿子上。有一次轟炸的時間太長，轟炸結束時，天已經黑了，他站起來就走，稿子忘了拿。等他記起回去，稿子已經不見了。於是他只好重新再寫。到1948年12月，金嶽霖重新寫就的《知識論》完稿。
清華很重視哲學問題和邏輯，所以討論和辯論盛行，邏輯組是學術辯論最熱烈的地方。組內教師都是金嶽霖的學生或者學生的學生，遇到問題常各執己見，爭得面紅耳赤。金嶽霖、沈有鼎、周禮全祖孫三代是其中的代表，不論是老師還是學生，只要你講得不對，我便要反駁，今天駁不倒，下次準備再來。
金嶽霖認為胡適的《中國哲學史大綱》是根據當時在美國流行的實驗主義的哲學主張寫出來的，“我們再看那本書的時候，難免一中奇怪的印象，有的時候簡直覺得那本書的作者是一個研究中國思想的美國人；胡先生以不知不覺間流露出來的成見，是多數美國人的成見”。
1935年，金嶽霖的《邏輯》一書出版。這在中國邏輯學界被認為是“中國有史以來的第一部純粹邏輯”。當時的《國聞週報》高度評價了金嶽霖和他的《邏輯》：“其思想之深刻，分析之細密，措辭之謹嚴，不這樣一個富有思考力的哲但中國的哲學出版物中少有其匹，即求之西洋哲學的出版物中亦不多了。中國的實在論能有學家出來領導，我們可以預見其‘方興未艾’，‘五世其昌’哩！”
晚年的金嶽霖認為三本書就能概括他的一生：“我要談談我的書，我只寫了三本書。比較滿意的是《論道》，花功夫最多的是《知識論》，寫得最糟的是大學《邏輯》。”
金嶽霖的《知識論》寫了兩遍，費時十餘年，從完稿到正式出版又用了35年之久。新中國成立後，張岱年碰見金嶽霖，問金的《知識論》可曾寫好。金答曰：已經寫好了，我寫了這本書，我可以死矣。1983年，就在金嶽霖去世前一年，商務印書館終於出版了《知識論》，金嶽霖在序中說：“《知識論》是一本多災多難的書……是我花精力最多，時間最長的一本書，它今天能夠正式出版，我非常非常之高興。”
在西南聯大時，金嶽霖同朱自清、陳岱孫、李繼侗等教授住在昆明北門街71號唐（繼堯）家花園戲臺的大包廂裡。幾位同仁把最安靜的地方留給金嶽霖，供他寫作。中國現代哲學系統中最完備、最富創造性的本體論專著《論道》就在這裡誕生了。
金嶽霖的《論道》將“間”和“時”區別開來，金嶽霖說：《論道》的重點是時流，“這表示在那幾句話：‘能