19世纪60年代，欧洲在物理学、化学和机械学领域有了长足进展，工业、建筑业和运输业都出现了飞速发展的迹象，但技术的发展速度却相对缓慢。由于对煤炭和原料的需求增加，迫切需要用更为有效的办法来开采它们，世界各地的大型工程项目，也急需以更好的技术手段来施工。
五百多年来人们所知的惟一炸药——黑色炸药威力不足，已不适应社会的需求，人们试图发现一种比黑色炸药更有威力的炸药。伊曼纽尔曾多年从事火药的试验，这时，他的注意力自然转向了这一领域。
1855年伊曼纽尔和阿尔弗雷德·诺贝尔受到启发，开始去注意那种异常猛烈的炸药物质——硝化甘油，认为它可能成为引爆雷的材料。阿尔弗雷德·诺贝尔后来关于爆炸物的所有重要发明，都是以这一物质为基础的，对它的研究成为他生活道路上意义重大的里程碑。
硝化甘油的发现，是在多位科学家不懈研究的基础上获得的结果，意大利人阿斯卡尼奥最终发现了它，把它称之为“爆炸甘”。
硝化甘油，是将防水的甘油，渗透到浓缩硝酸和浓缩硫酸的冷混合体中制成的。对它的化学构成，无论是发现者本人还是现在的化学家，都不完全清楚。开始的时候，它曾引起科学家们的注意，但却从未得到任何实际应用。这主要是因为它具有猛烈的爆炸性，因而在生产和处理过程中都有危险，同时也由于没有可控制的引爆方法。
1856年，阿尔弗雷德首次从自己的家庭老师、化学家齐宁教授那里接触到硝化甘油。1854年齐宁教授曾提出用多孔物质吸收硝化甘油的设想，但因为害怕试验危险，未能将设想付诸实施。有一次，齐宁教授带了一小瓶硝化甘油给诺贝尔父子看。从表面上看，这黄色透明的液体并无奇特之处。
齐宁教授把它倒了一些在铁砧上，拿锤子去打，受锤打的部分立即发生爆炸；往一块铁板上倒了一小滴硝化甘油，用火一点，硝化甘油“呼”地一下燃烧起来。这对从事炸药研究的诺贝尔父子产生了极大的吸引力。齐宁教授告诉诺贝尔父子说，如果能想出什么切实的办法，控制硝化甘油的爆炸，那它在军事上必定大有用处。从此以后，诺贝尔父子即下决心要将它付之于实用。
在克里米亚战争中，伊曼纽尔试制他的水雷时需要比黑色火药更强有力的炸药，这时他就想到利用硝化甘油，但他的第一次实验失败了，就把这事搁置下来了。
1861年2月，在圣彼得堡久病初愈的阿尔弗雷德收到父亲的来信。这封信似乎是祝贺，但更像是挑战：
亲爱的阿尔弗雷德，我和你妈妈一直祝福你身体早日康复，想必我们的儿子已经如我们所愿。我现在正着手进行齐宁教授所说的硝化甘油的研究，你那边的工作进展如何？这件事比预料中的要难许多，但我相信自己能找出一个正确的答案，我相信你也会成功。
性格内向的阿尔弗雷德喜欢默默无闻地工作。收到伊曼纽尔的信后，他暗暗下定决心，一定要把在病床上耽误的时间抢回来，早日把研究硝化甘油爆炸的试验做成功。
阿尔弗雷德仔细研究了早先公开的各种研究报告，根据首次发现者索布雷罗的说法，可以做一条含有黑色火药的线蕊作为导火线，它有一定长度，把它点燃后，人即跑到安全地方，导火索就能引爆硝化甘油。于是阿尔弗雷德开始实验，他将做好的一根长长的导火线的一端插入装有硝化甘油的小容器，又小心翼翼地从远处在导火线的另一端点火。结果硝化甘油并没有爆炸，导火线在产生一些小小的火星后熄灭了，只在插导火线的小孔里喷出点硝化甘油。
此后多次试验也以失败告终，阿尔弗雷德重新研究索布雷罗的实验结果：“把硝化甘油置于盘中，再由底部加热，能够产生爆炸。”他把这句话和以前齐宁教授所做的小实验联系起来以后，得出这样一个结论：必须让全部硝化甘油同时加热或同时受到敲击才会发生爆炸。要使少量硝化甘油做到这一点很容易，但在爆破岩石或水雷的情形下要使大量的硝化甘油都受到加热或敲击就实在太困难了。面对这一难题，阿尔弗雷德很长一段时间未能找到解决方法。
后来，在瑞典的父亲给阿尔弗雷德来了一封信。
在信中伊曼纽尔叫儿子们去拜访托特勒本将军，说服他对新型炸药发生兴趣。
阿尔弗雷德不忍心违背老人的意愿，只好请求将军接见。但阿尔弗雷德和哥哥路德维希担心父亲又犯了把自己的想像当做现实的错误，至少老人有些言过其实。阿尔弗雷德绝不想让将军失望，况且父亲热衷之事，对陷入困境的诺贝尔家族又是一个不宜轻易放过的大好机会。因此他开始苦思冥想，设法找出引爆硝化甘油的方法。在接下来的几个星期里，他在实验室里闭门不出，专心进行研究和实验。在1862年5月，当罗伯特到圣彼得堡来看他们时，阿尔弗雷德告诉两个哥哥，自己已经解决了这个问题，办法是把两种炸药力量以某种方式结合起来，以加强黑色炸药的效率，至少在水下爆炸可以这么办。
不久，阿尔弗雷德在路德维希的工厂里选了一条水沟进行试验。两个哥哥在一旁观看。他先将硝化甘油注入一玻璃管中，塞紧后放置在一装满黑色火药的金属管中，将金属管的两端塞紧，插入一根导火线。他点燃导火线后将整个装置掷进水里，结果发生剧烈爆炸，水花四溅。阿尔弗雷德认为实验并没有完善，还要继续研究。因他所用的引爆火药太多，无法在实际工程中推广应用，这是一次用较多火药引爆较少的硝化甘油的试验，它第一次证实了引爆硝化甘油的原理。
伊曼纽尔几次三番催阿尔弗雷德回瑞典试验，加上路德维希的劝说，最后他只好动身回到斯德哥尔摩，他对父亲发明的新型炸药充满了期待：父亲发明的炸药威力到底有多大呢？伊曼纽尔夫妇住在一所平房里，这里离他们赴俄国之前的住所不远。伊曼纽尔的工作室既当实验室，又当办公室，到处是椅子、小桌子、试管和纸张。伊曼纽尔的精力和体力已彻底恢复了，阿尔弗雷德看到这些，感到放心了。谈起研究的事情，父亲仍然充满自信和热情，很有朝气。母亲罗琳娜看到分别很久的阿尔弗雷德健康地回来了，总算松了口气。当母亲又瘦又长的手轻轻地抚摩着他时，阿尔弗雷德感到十分地温暖和安心。
伊曼纽尔研制的炸药没有取得预期的效果，并不像他说的比黑色火药威力强二十倍。按当时的性能来说，无法向俄国军队推销。千里迢迢返回离别许久的故乡，只呆了数日之后，阿尔弗雷德就急着赶回了圣彼得堡，他决心研制出威力更强的炸药。返回圣彼得堡后，阿尔弗雷德请路德维希帮忙，借用了工厂的实验室，继续向硝化甘油发起挑战。
但是，经济的窘迫，使他不可能进行大规模的试验。直到1861年，诺贝尔到巴黎的佩雷拉现金信贷银行进行试探，取得了十万法郎的贷款之后，情况才有所好转。伊曼纽尔利用这笔钱作为生产硝化甘油的资金，在赫伦内堡生产硝化甘油了。1862年，他第一次用比较简单的方法，进行大规模的试产。通过将百分之十的硝化甘油加到黑色炸药里，他造出一种“强化炸药”，使用点火装置，可以不时将它引爆。他认为这种“强化炸药”是最好的炸药。可是他在这方面只有经验，并没有受过真正的科学训练，因此他想使爆炸纳入控制的努力，并没有取得成功。
1863年，诺贝尔在圣彼得堡完成学业后，又被召回斯德哥尔摩。从此，他的试验和研究终于打开了局面。
1864年，经过五十多次准确的试验后，年仅三十岁的诺贝尔，终于完成了他第一项划时代的发明——“诺贝尔专利雷管”。这种雷管将流体的硝化甘油炸药，装在一个金属管或其他密封的筒状物里，里面放进一个装着普通火药的小木管，从小木管的盖子上，塞进一条导火线。用小木管里火药的爆炸给硝化甘油炸药点火。
1865年，为了提高效能，他又改动了雷管的装置方法，将原来的小木管换成一个装着起爆水银的金属管。通过这种所谓爆炸管的发明，“原始点火原理”被应用到爆炸物技术方面，这个原理，使得有效利用硝化甘油、烈性炸药成为可能，也正是这个原理，为研究各种炸药的爆炸特性提供了方便。直到20世纪，一些著名的科学家，仍然把诺贝尔的这项发明，说成是“自从发明火药以来，在爆炸物科学方面最伟大的进展”。