Плодом его научных изысканий стала двухтомная работа «Капитализм и земледелие», на основе которой была защищена магистерская диссертация. Ведущей идеей работы было обоснование специфики земледелия, для которого свойственна децентрализация капитала, вопреки общей марксистской формуле.
После стажировки за рубежом, знакомства с Бебелем и Каутским, 1901–1906 годы Булгаков живет в Киеве, где служит профессором политэкономии Киевского политехнического института и приват-доцентом Киевского университета. Это плодотворный период его творчества одна за другой выходят яркие статьи, составившие впоследствии двухтомник «Два града». В это же время происходит перелом, приведший Булгакова «от марксизма к идеализму». Сборник статей под таким заглавием, опубликованный в 1903 году, стал символом целой эпохи русской интеллигенции, обозначив переход ее от упований на научный метод марксизма и его революционный потенциал к поискам синтеза научности с наследием мировой философии.
В книге были собраны статьи марксистского плана и их автоопровержение. В предисловии к сборнику Булгаков признает: «Я стремился верою и правдою служить марксизму, стараясь, насколько хватало моего уменья, отражать нападения на него и укреплять незащищенные места, и этой задаче посвящены были — прямо или косвенно — решительно все мои работы. Но совершенно помимо моей воли и даже вопреки ей, выходило так, что стараясь оправдать и укрепить свою веру, я непрерывно ее подрывал».
Кант для Булгакова был всегда «несомненнее», и он «считал необходимым поверять Маркса Кантом, а не наоборот». Даже в «пору наибольшего увлечения марксизмом» Булгаков не забывает проблему зла и насилия. По его мнению, решение проблемы найдено Владимиром Соловьевым. Об этом он написал статью «Что дает современному сознанию философия Соловьева?» Булгаков убежден: «Система Соловьева есть самый полнозвучный аккорд, какой только раздавался в истории философии». Альфа и омега учения Соловьева — положительное всеединство.