У 1885 році Фішер стає професором Вюрцбургського університету. У нього, захопленого науковими проблемами, не було часу думати про будинок, про свої особисті справи. Його будинком була лабораторія, його щастям - наука. Але по вечорах, залишаючись один, Еміль усі частіше згадував чарівну дівчину, із яким він познайомився у потязі. Він не раз зустрічав Агнес на прийомах до Ерлангені, розмовляв з нею, але тільки тут, у Вюрцбурзі, раптом гостро відчув, що нудьгує без дівчини. Його вже не захоплювали гучні і веселі компанії, де він проводив свої вечори, він постійно відчував якусь пустоту.

Пані Кнорр, дружина його співробітника, подружилася з Агнес ще в Ерлангені і часто запрошувала дівчину погостювати у Вюрцбург. Коли Агнес приїжджала у Вюрцбург, пані Кнорр щоразу влаштовувала прийом, на якому не без наміру неодмінним гостем був Еміль.

На однуму з таких прийомів, наприкінці 1887 року, Фішер зробив Агнес Герлах офіційну пропозицію, і в той же вечір були відсвятковані заручини. Весілля відбулося в Ерлангені наприкінці лютого наступного року.

Тепло і щастя принесла Агнес у будинок Фішера. Агнес була улюбленицею батька, і з першого ж дня вона сподобвалась і батькам чоловіка. Її любили усі - Агнес несла в собі променисту радість. Наприкінці 1888 року у Фішера народився син. По древньому німецькому звичаю йому дали декілька імен - Герман-Отто-Лоренц.

Незважаючи на перерви, що внесли в життя Фішера одруження і народження дитини, інтенсивна дослідницька діяльність його не припинялася. Розробивши й удосконаливши ряд методів синтезу й аналізу органічних сполук, великий майстер експерименту зумів домогтися великих успіхів.

Після синтезу акрози співробітникиники Фішера Юліус Тафель, Оскар Пілота та декілька дипломантів почали здійснювати складні і багатостадійні синтези природних цукрів - маннози, фруктози і глюкози. Ці успіхи принесли Фішеру і перші міжнародні визнання. У 1890 році Англійське хімічне товариство нагородило його медаллю Даві, а наукове товариство в Упсале обрало своїм членом-кореспондентом. У тому ж році Німецьке хімічне товариство запросило ученого виступити в Берліні з доповіддю про успіхи в області синтезу і вивчення цукрів.

Фішер продовжує досліджувати такі сполуки, як кофеїн, теобромін (алкалоїд) і компоненти екскрементів тварин, зокрема, сечову кислоту і гуанін, що, як він виявив, утворюється з безбарвної кристалічної речовини, названої їм пурином. До 1899 року Фішер синтезував велике число похідних пуринового ряду, включаючи і сам пурин (1898). Пурин - важлива сполука в органічному синтезі, тому що вона, як було відкрито пізніше, є необхідним компонентом клітинних ядер і нуклеїнових кислот.

У 1892 році Фішер став директором Хімічного інституту Берлінського університету і займав цю посаду до самої смерті. Наукові успіхи окриляли Фішера, але усе більше і більше пригнічували сімейні негаразди. Холодний берлінський клімат несприятливо відбився на здоров'ї дітей, хлопчики часто хворіли, Фішер, на власному досвіді переконався в тому, що медицина не всесильна, надзвичайно тривожився за дітей. Але самий страшний іспит був попереду: незабаром після народження третього сина Агнес занедужала, у неї почалося запалення середнього вуха. Фахівці наполягали на негайній операції, але дружина не погоджувалася. Хвороба прогресувала і незабаром перейшла в менінгіт. Операцію зробили, але було вже пізно - Агнес померла. Це трапилося в 1895 році.

Але горе не зломило вченого. Доручивши турботу про дітей відданій економці і досвідченим учителям, Фішер з головою поринув у роботу. Розширивши область дослідження від цукрів до ферментів, він відкрив, що ферменти реагують тільки з речовинами,з якими вони мають хімічну спорідненість. Проводячи дослідження з білками, він установив число амінокислот, з яких побудовано більшість білків, а також взаємозв'язок між різними амінокислотами. Згодом він синтезував пептиди та класифікував більше сорока типів білків, базуючись на кількості і типах амінокислот, що утворилися при гідролізі.

У 1902 році Фішеру була вручена Нобелівська премія по хімії "у якості визнання його особливих заслуг, зв'язаних з експериментами по синтезі речовин із сахаридними і пуриновими групами". Відкриття Фішером гідразинових похідних, як виявилося, було блискучим рішенням проблеми одержання цукрів і інших сполук синтетичним шляхом. Більш того, його метод синтезу глікозидів вніс визначний вклад у розвиток фізіології рослин. Говорячи про дослідження цукрів, Фішер у Нобелівській лекції заявив, що "поступово завіса, за допомогою якої Природа ховала свої секрети, була відкрита в питаннях, що стосуються вуглеводів. Незважаючи на це, хімічна загадка Життя не може бути вирішена доти, доки органічна хімія не вивчить інший, більш складний предмет - білки".

Активний прихильник фундаментальних досліджень, Фішер проводив кампанію в захист таких міждисциплінарних проектів, як експедиція по спостереженню за сонячним затемненням для перевірки теорії відносності. Орієнтуючись на політику Рокфеллерівського фонду, що дозволила направити діяльність американських учених винятково на фундаментальні дослідження, Фішер у 1911 році одержав кошти для створення Інституту фізичної хімії й електрохімії кайзера Вільгельма в Берліні. У 1914 році він одержав устаткування для створення Інституту досліджень вугілля кайзера Вільгельма.

Однак чорна тінь першої світової війни нависнула над світом. Для Фішера наступили важкі дні. Покликаний в армію молодший син Альфред був направлений у Добруджу, у бухарестський лазарет, де заразився сипним тифом і помер. За рік до цього, у 1916 році, після важкій хворобі помер його другий син, що також збирався стати лікарем. Залишився, на щастя, старший син Герман, що став професором біохімії Каліфорнійского університету в Берклі.

До особистих переживань приєдналися труднощі з дослідницькою діяльністю: робота в лабораторії була припинена через те,