Lönnrotin Kainuun vuodet olivat hänen miehuutensa aikaa. Hän oli 31-vuotias Kajaaniin muuttaessaan ja 51:n ikäinen lähtiessään sieltä Helsinkiin yliopistouralle. Tuolle aikavälille sijoittuu myös hänen keskeinen kirjallinen tuotantonsa. Luonnollisesti kirkkaimpia helmiä ovat Kalevala (Vanha Kalevala 1835 ja Uusi Kalevala 1849) ja Kanteletar (1840), mutta paljon muutakin Lönnrot ehti aikaansaada kirjallisuuden alalla. Hän oli myös aikansa etevimpiä lehtimiehiä.

Kajaanin pirilääkäriaikanaan Lönnrot avusti yhtätoista eri puolella Suomen ilmestynyttä lehteä kaikkiaan 98 eri kirjoituksella, jotka saattoivat jakautua lehtien useisiin numeroihin. Ahkerin avustaja hän oli J.L.Runebergin toimittamalle Helsingfors Morgonbladille, joka sai häneltä yhteensä 30 kirjoitusta. Muut hänen 1833-1853 välisenä aikana avustamansa lehdet olivat Oulun Wiikko-Sanomat, Sanan Saattaja Wiipurista, Borgå Tidning, Suomi, Saima, Maanmiehen Ystävä, Finland Allmänna Tidning, Suometar, Litteraturbladet sekä Kanava. Näiden lisäksi hän perusti oman lehden Mehiläisen, jota hän toimitti vuosina 1836-37 ja 1839-1840 yhteensä 42 numeroa. Väliaikaisesti hän oli myös Oulun Wiikko-Sanomien (52 numeroa vuosina 1852-1853) sekä Litteraturbladetin (1847-49) toimittajana. Mehiläisen liitteenä hän julkaisi kirjoittamansa maailman (Muistelmia ihmisten elosta Kaikkina Aikoina, 1836), Suomen (Suomen Historia, koetteeksi kerrottu lyhykäisessä järjestyksessä, 1839) ja Venäjän (Wenäjän Historia, lyhykäisesti kerrottu, 1840) historiat. Mehiläisessä hän esitteli lukijoille myös Kainuuta ja sen historiaa. Hän sai Kainuusta hankituksi lehdelleen avustajiakin.

Kalevalan ja Kantelettaren lisäksi Lönnrot julkaisi Kainuun aikanaan kaksi laajaa kansanperinteeseen liittyvää teosta: Suomen kansan Sanalaskuja (1842) ja Suomen Kansan Arvoituksia (1844). Kansanrunouden piiriin liittyivät myös 1842 ilmestynyt Om närvarande tids poesie hos Finska Allmogen sekä Paavo Korhosen Wiisikymmentä runoa ja kuusi laulua (1848).

Kirjallinen hanke, jonka parissa Lönnrot työskenteli monta vuotta oli ruotsalais-, suomalais-, saksalainen sanakirja (Svensk, Finsk och Tysk Tolk, 1847), jolle oli suuri merkitys suomalaisella sivistyneistölle sen vaihtaessa vähitellen kieltään ruotsista suomeen. Se oli myös esityö hänen toimittamalleen suurtyölle Suomalais-ruotsalaiselle sanakirjalle, joka ilmestyi 1874 ja pysyi vuosikymmenien alussa perusteoksena. Kajaanin aikanaan hän toimitti myös toisen sanakirjan, vuonna 1851 julkaistun venäläis-, ruotsalais-, suomalainen käsisanakirjan.

Lönnrot loi suomen kieleen runsaasti uudissanastoa; mm. sana "kirjallisuus" on hänen keksimänsä; samoin sellaiset sanat kuin pääte, luku, yksikkö ja monikko. Lääketieteen alueelle hän keksi ja sai vakiinnutetuksi suuren joukon sanoja, esim. potilas, oire, kuume, valtimo ja laskimo.

Lääketieteen, terveydenhuollon ja muun kansanvalistuksen alalta hän kirjoitti lukuisten lehtiartikkeleittensa lisäksi myös erillisiä julkaisuja, jotka kauan kulkivat ohjekirjoina kansan käsissä. Ensimmäinen niistä oli hänen Kainuuseen tuloaikansa nälkävuosien inspiroima käännöstyönsä "Gustava Schartan’n Hyväntahtoisia Neuwoja Katowuosina" (1834). Sitä seurasivat "Suomalaisen Talonpojan Koti-Lääkäri" (1839) ja jälleen käännösteos "Neuvoja yhteiselle Kansalle Pohjanmaalla pienten lasten kasvattamisesta ja ruokkimisesta" (1844).

Lönnrotin tieteellisiä julkaisuja hänen Kainuun ajaltaan olivat hänen tohtorinväitöskirjansa Om Finnarnas Magiska Medicin täydennetyn laitoksen julkaisemina Suomen Lääkäriseuran sarjassa vuonna 1842 sekä professorinviran kelpoisuusehtona pikaisesti kyhätty Om det Nord - Tschudiska språket (1853), joka jäi hänen viimeiseksi Kajaanin ajan teoksekseen.

Lönnrot oli uranuurtaja myös kirjallisuuden lajien luomisessa. Hänen Helsingfors Morgonbladissa julkaisemansa kertomus Vornasta on yksi suomalaisen kirjallisuuden ensimmäisiä novelleja.

Eräs "Mehiläisen" kainuulainen avustaja oli Kiannan kappalainen Carl Saxa, joka oli myös taitava suomentaja. Lönnrotin pyynnöstä Saxa laati toimialueestaan eli Kiannan (=Suomussalmen) kappelikunnasta laajan selostuksen. Lönnrot julkaisi sen vuoden 1837 huhtikuun numerossa.