В 1738 году Линней вернулся в Швецию, где в Стокгольме принялся за врачебную практику. С четырех часов утра до позднего вечера он посещал больных, проводя у их постели не только дни, но и ночи. Удачное исцеление одного известного человека сделало его имя в области медицины настолько же известным в Стокгольме, насколько оно было известно в ботанике среди ученых Голландии. Прошло всего полгода, а Линней уже модный врач. Он лечит при королевском дворе и зарабатывает больше, чем все остальные врачи города, вместе взятые. В 1739 году он получил место адмиралтейского врача в Стокгольме. Во флотском лазарете находилось постоянно от 100 до 200 больных, так что было чем заниматься. Кроме того, он изучал действия лекарств, проводил вскрытия трупов.
Даже женившись 26 июня 1739 года на девушке, ожидавшей его пять лет, и став в 1739 году первым президентом Шведской академии наук, он не оставил медицину. В 1741 году Линней был назначен профессором на освободившуюся кафедру анатомии и медицины в Упсальском университете, по протекции его покровителя маршала и графа Тессина. Через год свершилась его заветная мечта: он перешел на кафедру ботаники. Линней трудился на этой кафедре больше тридцати лет, до самой смерти. В 1759 году его избирают ректором университета. Небезынтересно, что Линнею принадлежит первое (1749 г.) описание афазии, а сам термин предложил в 1864 г. французский терапевт Арман Труссо, возглавлявший одно время клинику Отель-Дьё.
В период 1749–1763 годов. выходит его трехтомник «Лекарственные вещества». В 1763 году он издает «Роды болезней», а в 1766 году – «Ключ к медицине».
Короли Адольф-Фридрих и Густав III дорожили Линнеем как славой страны и осыпали его знаками своего внимания. В 1757 году ему было пожаловано дворянство. В 1753 году он купил себе около Упсалы небольшое имение Гаммарба, где и проводил лето в последние 15 лет своей жизни. Иностранцы, приезжавшие заниматься под его руководством, нанимали себе квартиры в соседней деревеньке. В своем имении Линней выстроил особый домик для своих естественно-исторических коллекций.
Карл фон Линней изменил шкалу на градуснике шведского астронома Андерса Цельсия, который родился в Упсале в 1701 году и уже в 29 лет стал профессором Упсальского университета. Цельсий исследовал северное сияние, спутники Юпитера, скорости изменения силы света и температуры. Его избрали в Королевскую академию в Стокгольме. И в Берлинскую академию, и в Лондонское Королевское общество. Ему не понравилось, что температура кипения в градуснике французского зоолога и металлурга Рене Реомюра «играет» из-за высоты, на которой кипит вода. И тогда Цельсий придумал свой градусник. «Градусник-наоборот» – кипение = 0°, замерзание – 100°. Линнею это показалось неудобным, и он сделал все наоборот. Так что современная шкала на градуснике – это шкала Линнея, а не Цельсия.