Как создать благополучие для любимого человека? Этот вопрос волновал Ломоносова, и на него в то время он не мог дать ответ. Молодые люди были знакомы около двух лет, когда в 1738 году между ними произошло объяснение. Ломоносов хорошо понимал всю ответственность, которую брал на себя, выбирая в невесты немецкую девушку. Всё осложнялось двумя моментами: отсутствием у Ломоносова средств к содержанию семьи и принадлежностью его возлюбленной к другой вере. Михайло Васильевич рассчитывал, что его материальное положение в России будет более благополучным для жизни семьи. Следовало уговорить Елизавету переехать в неизвестную для неё страну. В феврале 1739 года они поженились, не обвенчавшись в церкви, и 19 ноября у них родилась дочь Катерина-Елизавета. В церковной метрике с немецкой педантичностью указано: незаконнорождённая, в связи с тем, что их брак был гражданским, а не церковным. (Девочка умерла вскоре после переезда в Петербург.)
Двадцать шестого мая 1740 года Ломоносов, наконец, обвенчался с Елизаветой-Кристиной Цильх в церкви реформаторской общины Марбурга. После этого он стремился поскорее уехать на родину и начать научную работу. Он не мог привезти молодую жену на пустое, необжитое место. Супруги договорились, что Михаил вышлет из России жене приглашение и деньги на переезд. Положение осложнялось тем, что тяжело болела мать Елизаветы, а сама она ждала второго ребёнка, который родился 1 января 1742 года, после отъезда Ломоносова в Санкт-Петербург. Елизавета назвала его Иоханнесом. Это был единственный сын Михаила Васильевича, который прожил всего лишь один месяц и умер 7 февраля.
После этого умирает мать Елизаветы. Пережитые потрясения окончательно убедили Елизавету в необходимости ехать к мужу в Россию. Но от него не было никаких известий… Ломоносов, прибыв в Петербург 8 июня 1741 года, мечтал быстрее заняться научной работой. К сожалению, не всё шло в его жизни так, как ему хотелось. Восьмого января 1742 года Ломоносов был назначен адъюнктом (помощник профессора, ассистент) и выполнял различные поручения: составление каталога минералов, переводы статей, оформление научных диссертаций по материалам, привезённым из-за границы. Ему было назначено жалованье в 360 рублей в год, выделены две комнаты в доме Академии наук.
Академией наук в то время фактически управлял немец Шумахер, руководитель канцелярии, сосредоточивший в своих руках академические финансы. При господстве в Академии немцев природному россиянину с собственным мнением особого продвижения по ступеням научной карьеры не предвиделось. Он видел, как его «обходили» адъюнкты ниже по званию, но обласканные Шумахером. Ломоносов испытывал постоянную зависимость и мелочный контроль со стороны академической бюрократии. Даже садовник-немец не разрешал ему брать овощи из огорода Академии, дрова, свечи и прочее. Учёный был возмущён, его гордая натура протестовала против такого засилья иностранцев. В результате острых и бурных столкновений в Академии он был подвергнут домашнему аресту и просидел «под караулом» семь с половиной месяцев. Его освободили при условии «просить прощения в учинённых дерзостях» у профессоров Академии, что и было сделано им на заседании конференции Академии 27 января 1744 года.
Во время ареста Ломоносов обучал одного из студентов химии, минералогии, стихотворному искусству и написал известные поэтические размышления — «Вечернее» и «Утреннее», книгу по металлургии, провёл исследования в области физики, химии.
Находясь под стражей, Ломоносов несколько раз обращался в Академию наук с просьбой выдать ему денежную сумму в счёт невыплаченного жалованья. В августе 1743 года он писал, что почти целый год не получал денег от Академии и «оттого пришёл в крайнюю скудость. А ныне я, нижайший, нахожусь болен и притом не только лекарства, но и дневной пищи себе купить на это не имею и денег взаймы достать нигде не могу». На этом прошении рукой секретаря академической канцелярии Волчкова наложена резолюция: «За неимением в казне денег выдать Ломоносову пять рублёв». В расходной книге имеется такая расписка: «Оные пять рублёв адъюнкт Михайло Ломоносов взял, а вместо его за болезнию по прошению его расписался переводчик Никита Попов». Чуть позже Ломоносов пишет прошение в Сенат о назначении годового жалованья по должности профессора химии в 660 рублей, так как «химическая наука состоит не только в одной теории, но и в весьма трудной практике, которая и здравью вредительна бывает».
Дело заключалось в том, что Сенат, назначив его профессором, забыл установить ему оклад. Рассмотрение дела Сенатом затянулось. Шумахер в своём представлении Сенату от 10 июля 1745 года уклончиво писал: «Профессорам при Академии разные оклады: иным по 860, другим по 660, молодшим по 500». Указ Сената о назначении Ломоносову годового оклада в сумме 660 рублей был подписан только 14 марта 1746 года. Существует ещё ряд подобных документов, свидетельствующих об униженном материальном состоянии Ломоносова.