Свои выводы Лобачевский изложил в 1829 г. в работе «О началах геометрии», которая была опубликована в университетском журнале «Казанский вестник». Затем появились другие работы: «Воображаемая геометрия» (1835),
«Новые начала геометрии с полной теорией параллельных» (1838). В 1837 г.
«Воображаемая геометрия» была опубликована в одном из французских научных журналов. В 1840 г. в Берлине на немецком языке вышли «Геометрические исследования по теории параллельных линий» Лобачевского. Эта брошюра вскоре попалась на глаза знаменитому немецкому математику Гауссу и привела его в восторг. (Гаусс вообще был первым математиком, которому пришла мысль о неевклидовой геометрии; в своих письмах и заметках он определенно высказывался об этом еще в конце XVIII века, однако ни одной работы на эту тему так и не написал.) Чтобы прочитать другие сочинения Лобачевского, Гаусс даже выучился читать по-русски.
Остальные математики не обратили на великое открытие Лобачевского никакого внимания. Впрочем, винить современников в непонимании его идей едва ли справедливо. Во всех своих публикациях Лобачевский был чересчур краток. Его теория лежала на грани человеческого понимания. Самый выдающийся русский математик того времени Михаил Остроградский дал такой отзыв на работу Лобачевского: «Автор, по-видимому, задался целью написать таким образом, чтобы его нельзя было понять. Он достиг этой цели: большая часть книги осталась столь же неизвестной для меня, как если бы я никогда не видел ее». Даже Гаусс писал в одном из писем, что «…объяснения Лобачевского… напоминают запутанный лес, через который трудно пройти и который трудно одолеть…» Если Лобачевского с трудом понимали Остроградский и Гаусс, то от кого еще ему было ждать понимания? Потребовалось полвека для того, чтобы его идеи вошли в математическую науку, сделались ее неотъемлемой составной частью и явились тем поворотным пунктом, который в значительной мере определил весь стиль математического мышления последующей эпохи.
Между тем жизнь Лобачевского протекала прежним образом. В октябре 1832 г. он женился на молодой девушке Варваре Алексеевне Моисеевой, принадлежавшей к одной из наиболее видных и богатых фамилий Казанской губернии. Семейная жизнь принесла ему много огорчений. Старший сын, очень похожий на отца, совсем молодым умер от чахотки. Другой сын бросил университет не доучившись. Самый младший из его сыновей вообще родился неполноценным. Жизнь дочери Лобачевского сложилась очень неудачно. Его самого к старости стали преследовать финансовые неурядицы. Он разорился, имение его жены было продано за долги. Летом 1846 г. вследствие каких-то темных интриг Лобачевского уволили с должности ректора, а весной 1847 г. — с должности профессора. Он тяжело переживал этот страшный удар. За роковыми годами потрясений наступили годы увядания. Пришла старость — преждевременная, гнетущая, с усиливавшимися признаками парадоксально раннего одряхления. Здоровье Лобачевского быстро разрушалось, он стал терять зрение и к концу жизни совершенно ослеп. Разбитый жизнью и больной он умер в феврале 1856 г.
Лобачевский совсем чуть-чуть не дожил до признания своей теории. Когда в 1855 г. умер Гаусс, были опубликованы его дневники и письма. Множество восторженных отзывов о Лобачевском взбудоражили математиков. О Лобачевском заговорили, стали искать его работы, — из всех европейских университетов в Казань полетели просьбы прислать его сочинения. Потребовалось срочное переиздание всех его геометрических трудов. Интерес этот оказался стойким и длительным. Позже из журналов были извлечены статьи Лобачевского, касающиеся разных областей математики. Оказалось, что несмотря на свою огромную загруженность он написал немало — набралось пять объемистых томов. В них имеются работы не только по неевклидовой геометрии.
Лобачевский нашел новые методы вычисления некоторых определенных интегралов, способы решения некоторых уравнений высших степеней, он занимался бесконечными рядами и написал несколько интересных статей по механике и физике.
Сейчас приоритет Лобачевского в создании неевклидовой геометрии признается во всем мире. Английский математик Клиффорд назвал его «Коперником геометрии». Так же, как Коперник разрушил казавшуюся незыблемой догму о неподвижной Земле, Лобачевский первым подверг сомнению наши обыденные представления о свойствах окружающего нас пространства.