Schlegel part à Leyde et se consacre tout d'abord à la collection de reptiles mais peu à peu son champ d'activité s'élargit aux groupes zoologiques. Il avait été convenu que Schlegel parte à Java pour participer à une expédition scientifique, mais la mort prématurée du successeur désigné de Temmlinck, Heinrich Boie (1794-1827), empêche la réalisation de ce projet.
C'est à ce moment que Schlegel rencontre Philipp Franz von Siebold (1796-1866), début d'une longue amitié et d'une riche collaboration. Ils travailleront notamment sur la Fauna Japonica (1845-1850). Il signe, avec Temminck, la partie consacrée à la faune herpétologique mais c'est lui qui la rédige véritablement. En 1837, il fait paraître son Essai sur la physionomie des serpens, qui est souvent considéré comme le premier traité véritablement scientifique sur les serpents même s'il est rapidement dépassé par d'autres ouvrages, notamment ceux de André Marie Constant Duméril (1774-1860), Gabriel Bibron (1805-1848) ou Auguste Duméril (1812-1870).
On doit également à Schlegel la paternité d'un ouvrage de référence sur la Fauconnerie, Traité de Fauconnerie en association avec A.H. Vester de Wulverhorst (1796-1882). Cet ouvrage majeur a été illustré par Joseph Wolf (1820-1899). Le frontispice est dû à Pierre Louis Dubourg (1815-1873). Édité en une centaine d'exemplaires à Leyde puis à Dusseldorf de 1844 à 1853. Guillaume III, roi des Pays-Bas, lui-même fauconnier, a dédicacé cette œuvre répertoriant, illustrations à l'appui, tous les oiseaux de chasse. Schlegel est l'un des premiers ornithologues à adopter l'idée de races géographiques proposées par le géographe Friedrich Faber mais dénie le fait que celles-ci soient la conséquence du climat (il expose d'ailleurs des exemples contraires). Pour Schlegel, la distribution géographique des races reflète la création divine et ne peut donc pas subir d'évolution.
Lorsque Temminck meurt début 1858, Schlegel lui succède à la direction du muséum après avoir passé 33 ans sous sa direction.
À la même époque, il commence à faire paraître un magazine scientifique, les Notes from the Leyden Museum ainsi qu'un vaste ouvrage de 14 volumes, intitulé Muséum d'histoire naturelle des Pays-Bas (1862-1880). Il emploie trois illustrateurs talentueux, John Gerrard Keulemans (1842-1912), Joseph Smit (1836-1929) et Joseph Wolf (1820-1899).
La fin de la vie de Schlegel est difficile. Sa femme meurt en 1864, son assistant Friedrich Hermann Otto Finsch (1839-1917) le quitte pour le muséum de Brême qui lui offre un meilleur salaire, les collections du British Museum commencent à éclipser celles de Leyde.
Il demeure toute sa vie fermement opposé à la théorie de l'évolution de Darwin qu'il considère comme une simple spéculation, opinion confortée par les publications de Johann Heinrich Blasius (1809–1870) et de Jean Cabanis (1816 - 1906)
1857-1858 : Handleiding tot de beoefening der dierkunde. 2 vols.
1860-1862 : De dieren van Nederland. Gewervelde dieren.
1862-1876 : Revue méthodique et critique des collections déposées dans cet établissement. 7 Vols.
1863-1872 : De Dierentuin van het Koninklijk Zoologisch Genootschap Natura Artis Magistra te Amsterdam zoölogisch geschetst.
1868 : Natuurlijke historie van Nederland. De vogels.
1870 : Natuurlijke Historie van Nederland. De kruipende dieren.
1870 : Natuurlijke Historie van Nederland. De zoogdieren.
1870 : Natuurlijke Historie van Nederland. De Visschen.
1872 : De dierentuin van het Koninklijk Zoölogisch Genootszchap Natura Artis Magistra te Amsterdam. De vogels. De zoogdieren. De kruipende dieren. Met historische herinneringen van P.H. Witkamp.
Kraig Adler (1989). Contributions to the History of Herpetology, Society for the study of amphibians and reptiles : 202 p. (ISBN0-916984-19-2)
Barbara Mearns & Richard Mearns (1998). The Bird Collectors. Academic Press (Londres) : xvii + 472 p. (ISBN0-12-487440-1)
Michael Walters (2003). A Concise History of Ornithology, Yale University Press (New Haven, Connecticut) : 255 p. (ISBN0-300-09073-0)
Zijderveld, B. van. 2014. Een Duitse familie in Nederland (1804-1913). Carrièrisme en netwerken van Hermann Schlegel en zijn zonen Gustav en Leander . Van Gorcum, Assen. https://issuu.com/kvguitgeverij/docs/2141485_lr
