熊楠远渡大西洋，1892年(明治25)9月21日，到达了英国的利物浦港辗转来到伦敦，他拜访了横滨正金银行伦敦支店长中井芳楠。中井是和歌山县人，与 南方家原先就认识，在中井这里，熊楠拿到弟弟常楠的信，得知父亲弥兵卫已经去世的消息，受到沉重打击。
在伦敦，熊楠寄宿在工人区，一边整理标本，一边与Calkins,Allan保持着书信来往，奔走于大英博物馆、南Kensington博物馆和美术馆， 在这期间他认识了在各国巡回演出的美津田泷次郎和东洋古董商片冈。
1893年8月，他看到M.A.B发表在英国科学杂志『自然』上的「星宿构成之5条」的文章，依靠寄宿地老太太的破旧词典，开始撰写答文「远东星座」。此 时，古董商片冈注意到熊楠的博学多识，把他介绍给大英博物馆的考古学•民俗学部长富豪Sir Wollaston Franks，由此熊楠不仅得到了Franks的指导，而且也得以自由出入大英博物馆。
「远东星座」30日即告完成，并刊登在『自然』杂志上，熊楠一跃成为名人，此后他又不断在『自然』『Notes and Queries』上发表论文，以至于在他回到日本之后成为东洋学的权威。
随着名气越来越大，他与伦敦大学的事务总长Dickens和Franks的后任Douglas Reed部长成为好友。在大英博物馆，熊楠阅读了大量有关考古学、人类学、民俗学、宗教学等的珍贵书籍。同时，他做了大量的读书笔记，现在南方熊楠纪念馆 仍然保存着使用英•法•意•西班牙•葡萄牙•希腊•拉丁等各种文字共52册的「伦敦摘录」。
在大英博物馆，东洋图书部部长道格拉斯曾经劝说熊楠作为正式馆员加入博物馆的工作，可他仍然坚持一边做自己的研究，一边利用幼年时通过阅读古典著作和百科 全书而积蓄的知识，帮助整理馆藏书籍和佛像，协助完成了『大英博物馆日本书籍目录』和『大英博物馆汉文典籍目录』。
特别需要提到的是，在伦敦，熊楠与中国革命之父孙文成为好友。1897年(明治30)3月，两人在大英博物馆道格拉斯的房间里相识，很快便相见恨晚，促膝 长谈。遗憾的是，两人的交往仅持续了4个月，孙文便于7月自伦敦出发前往日本。这段经历在熊楠的日记里也有记载，可见两人关系非同一般。
熊楠在此时还结识了土宜法辰(后来的高野山宗教圣地管长)，土宜曾经作为日本佛教代表在美国芝加哥举行的万国宗教大会上讲演，之后在英国的正金银行伦敦支 店长中井芳楠的家中与熊楠相识。年长的土宜和熊楠经常一起讨论宗教，书信往来一直未断，熊楠还穿着土宜赠送的袈裟出入于大英博物馆，所以日本不少名人在伦 敦访问熊楠时，即感受到他的博学多识，也领略了他的不拘小节。
熊楠在伦敦被学者高度评价，也因为是东方人而受到过歧视，由此引起了不少麻烦，1898年(明治31)12月，他因为在博物馆里制止高声谈话的女性，而不 得不离开了大英博物馆。
熊楠得到英国baza博士的担保，自由出入自然历史馆(生物•质地•矿物等的研究所)自学，期间短期做过南Kensington美术馆日本书籍的翻译工 作，这时来自日本的汇款基本没有了，为了支撑艰难的生活，他还与朋友销售过日本传统艺术品浮世绘。他曾经期待过在Cambridge或Oxford大学开 设日本讲座，终究未能实现，最终由于生计困难而不得不伤心地离开生活了8年的英国。
1900年9月1日，熊楠登上了泰晤士河港的日本邮船，踏上了回国之路。
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