Spät im Leben erzählte Avicenna seinem Schüler und Sekretär Abū ʿUbayd al-Jūzjānī von seiner Jugend: Als junger Mann in Buchara habe er die Metaphysik des Aristoteles vierzigmal gelesen, sie auswendig gekonnt und trotzdem nicht begriffen, wozu das Buch gut war. Erst eine kurze Abhandlung von al-Fārābī, dem Philosophen des zehnten Jahrhunderts, der in Bagdad gewirkt hatte, erklärte ihm, worauf Aristoteles hinauswollte. Derselbe Bericht erzählt, er habe sich Logik, Mathematik und Physik weitgehend allein angeeignet; nachdem er den Sāmāniden-Herrscher von Buchara als Arzt behandelt hatte, durfte er dessen Palastbibliothek benutzen, und mit achtzehn waren seine Studien abgeschlossen. Dimitri Gutas, der Historiker, der diesen Bericht am genauesten untersucht hat, liest ihn ebenso als Lehrstück wie als Erinnerung. Die Geschichte veranschaulicht Avicennas eigene Erkenntnislehre: Ein starker Geist kann ohne Lehrer zur Wahrheit gelangen, weil er auf einen Blick den Mittelbegriff erfasst, der ein Argument trägt. Diese Gabe nannte Avicenna ḥads, Intuition.
Darauf baute er ein einziges System, das alles erklären sollte, auch die Religion. In seiner Mitte steht ein Gottesbeweis, der nicht wie der des Aristoteles bei der Bewegung ansetzt, sondern beim Unterschied zwischen dem, was sein muss, und dem, was bloß sein kann. Was bloß sein kann, so Avicenna, verdankt seine Existenz etwas anderem, und die Kette der Ursachen endet bei einem einzigen Seienden, das seine Existenz nichts verdankt: dem notwendig Seienden (wājib al-wujūd), und das ist Gott. Bei allem außer Gott folgt aus dem, was ein Ding ist, noch nicht, dass es ist. Seine Enzyklopädie al-Shifāʾ (Die Heilung) schließt mit dieser Metaphysik, und ihre letzten Kapitel handeln von Prophetie und religiösem Gesetz – so erhält der Islam selbst eine philosophische Begründung.
Die Theologen antworteten. Al-Ghazālī, Rechtsgelehrter und Theologe, schrieb um 1095 Die Inkohärenz der Philosophen und erklärte drei Lehren Avicennas zum Unglauben: dass die Welt keinen Anfang in der Zeit hat, dass Gott die Einzeldinge nur auf allgemeine Weise kennt und dass die Seelen nach dem Tod nicht in Körper zurückkehren. Dennoch dachte man im islamischen Osten später weitgehend in Avicennas Begriffen. Der Theologe Fakhr al-Dīn al-Rāzī setzte in einem Kommentar al-Ishārāt wa-l-tanbīhāt hart zu, Avicennas letzter Gesamtdarstellung der Philosophie; der Astronom und Philosoph Naṣīr al-Dīn al-Ṭūsī schrieb einen weiteren, um das Werk zu verteidigen. Noch im siebzehnten Jahrhundert verfasste der persische Philosoph Mullā Ṣadrā Glossen zur Metaphysik von al-Shifāʾ.
Seine Lehre von der Seele beginnt mit einem Gedankenexperiment. In Kitāb al-Nafs, dem Buch über die Seele in al-Shifāʾ, fordert Avicenna den Leser auf, sich einen Menschen vorzustellen, der im leeren Raum erschaffen wird, die Augen verhüllt, ohne etwas zu berühren. Dieser Mensch wüsste dennoch, dass er existiert, ohne zu wissen, dass er einen Körper hat – also ist das Selbst, das er kennt, nicht der Körper. Die vernünftige Seele, so das Buch, denkt ohne jedes körperliche Organ und überdauert den Tod. Im zwölften Jahrhundert wurden die Bücher über die Seele und über die Metaphysik aus al-Shifāʾ ins Lateinische übersetzt und prägten die Scholastiker, unter ihnen Thomas von Aquin. Auch Maimonides, der jüdische Philosoph, der auf Arabisch schrieb, las Avicenna in Kairo, auch wenn er al-Fārābī höher stellte.
All das schrieb er im Dienst von Herrschern, die ständig wechselten. 999 nahmen die türkischen Qarachaniden Buchara ein, und Avicenna, Beamter des untergegangenen Sāmānidenstaats, ging fort; die Not habe ihn dazu gezwungen, schrieb er selbst. Er diente einem Hof nach dem anderen als Arzt und Verwalter und wurde in Hamadan Wesir des Būyiden-Emirs Shams al-Dawla. Nach dessen Tod verdächtigte ihn der Hof, mit ʿAlāʾ al-Dawla, dem Herrscher von Isfahan, in Verbindung zu stehen, und hielt ihn vier Monate in der Burg Fardajān fest. Seine letzten Jahre verbrachte er im Dienst ʿAlāʾ al-Dawlas in Isfahan und schrieb für ihn eine Zusammenfassung der Philosophie auf Persisch; die meisten seiner Bücher sind auf Arabisch verfasst, der Gelehrtensprache der gesamten islamischen Welt. al-Shifāʾ begann er in Hamadan auf Bitten seiner Schüler und vollendete das Werk um 1027 in Isfahan. Sein Kanon der Medizin (al-Qānūn fī al-ṭibb) blieb an europäischen Universitäten bis ins siebzehnte Jahrhundert ein Lehrbuch.
Er starb 1037 in Hamadan an einer Kolik, auf einem der Feldzüge seines Dienstherrn, und wurde dort begraben. Volkserzählungen im persisch- und türkischsprachigen Raum machten ihn später zum Heiligen und Mystiker oder zum Magier. Die meisten Nachschlagewerke nennen 980 als sein Geburtsjahr. Gutas, der den Artikel über ihn in der Stanford Encyclopedia of Philosophy geschrieben hat, hält dieses Datum für falsch: Avicenna sei einige Jahre früher geboren, in den 970er-Jahren.