2000年，互联网泡沫破灭，门户网站大环境降温，投资者要求门户网站的管理者开源节流，因而没有更多的资金来买百度的搜索技术服务。李彦宏知道，百度必须做点其他的。等待门户网站的重金购买几乎是不可能的，再等就是等死，因为连门户网站自己都将可能是食不果腹。
此消彼长和卧薪尝胆的时间很快结束，尽管李彦宏当时心里并没谱，只是一心想将公司做大，而只是出卖技术显然做不大，必须找其他出路。新出路怎么样，没有人知道，但总比继续做看着就不行的事情强。李彦宏决定向董事会拍桌子、摔手机，逼迫董事会同意放弃既定的卖搜索技术模式，转向自己运营搜索引擎、靠竞价排名广告盈利。
2001年8月，Baidu.com搜索引擎Beta版发布，2001年10月22日正式发布Baidu搜索引擎，百度从为门户网站提供后台技术服务转向独立为中国网民提供搜索服务。
竞价排名广告堪称是百度独创的盈利手段。在它刚刚推出的时候，不仅中国绝大多数广告客户不明白什么是竞价排名，甚至百度的销售人员也讲不清楚。后来，他们干脆对客户说，你们也不要明白竞价排名是怎么回事，总之，你买了这个“竞价排名”，在新浪、搜狐、网易都能看到你的广告。于是，早期很多人其实是因此才购买了百度的竞价排名。
但这种做法显然让门户网站不快。不久后，当初与百度合作的门户网站大都釜底抽薪。百度不但失去了以门户网站流量来维持生计的方式，还面临着门户网站类似竞价排名业务的围攻。没有了依靠，百度必须提高自主流量，因为没有客户会愿意为一个没人用的搜索引擎付钱。不过对于门户网站的做法百度其实早有防备，当流量积累到百万级别时，口碑效应开始展现，百度跟着适时推出了MP3、新闻和图片搜索这些更加紧贴中国网民需要(娱乐、阅读)的服务，进一步吸纳了门户的搜索流量。
百度在获得巨大成功之前，一直专注在中文搜索这个领域，一句流传很广的玩笑话说“百度比谷歌更懂中国”，其实是反映了百度对于中国网民的中文搜索需求、中文搜索体验的理解。百度MP3搜索无疑是另一个令其成功的因素，它能帮助用户免费下载音乐，对中国网民尤其具有吸引力。百度上市时，音乐服务一度约占到其总流量的40%。后来MP3搜索虽然引起版权纠纷和争议，但是利用这个打开的时间窗，百度已经获取了巨大的来自网民用户的流量。
百度的出现给中国网民带来的最大的改变是，让他们发现并相信，除了搜狐、网易、新浪或者其他的大型门户网站外，在浩瀚如宇宙的互联网上必定还有更多的精彩。当百度能够搜索到比任何一个门户网站更多的信息时，它便成了所有门户网站中的真正门户，成了互联网上的起点和最大的流量分发中心。由此奠定了它成功的基础。
李彦宏找到了搜索引擎的出路。面临市场变化，见过无数硅谷商战的李彦宏很好地适应了这一点，如今的百度，以搜索网站和竞价排名为主要的业务增长点，以国内数量巨大的中小企业为主要客户。这其实与他和徐勇为拿到第一桶金，而向投资人递交商业计划书内所写的做门户网站的生意大相径庭。
推出竞价排名并实施“闪电计划”对百度实行第二次技术升级后，据美国alexa统计，当年百度已经是全球第二大的独立搜索引擎，在中文搜索引擎中更是遥遥领先。
2005年8月5日，百度在纳斯达克上市，发行价为每股27美元。当天的开盘价是每股66美元，最终以122.54美元收盘，涨幅353.85%，创下了5年以来美国股市上市新股当日涨幅最高纪录。2006年底，百度香港成立；2009年，百度正式搬入中关村的新总部。
2011年，《福布斯》杂志公布了最新一期的全球亿万富豪排行榜，李彦宏以94亿美元的个人资产位排名95位，位列中国内地富豪之首。
李彦宏的成功充分证明了信息对互联网世界的重要性。从最初的雅虎，到依旧如日中天的谷歌，再到后来居上的百度，搜索引擎之所以能够发展茁壮为如此强大的力量，就在于它以前所未有的方式整合了烟波浩渺的信息，让每一个互联网的使用者都能在最短的时间内找到自己所需要的东西。从某种意义上来说，谁能更好地掌握整理和发布信息，谁就能称霸互联网世界，这便是信息时代的特征。
本身就是技术人员出身的李彦宏深谙此道，他梦想靠技术改变世界，让百度成为信息领域的王者是他不懈的追求，然而这个追求的过程却一直充满了争议。
百度首先面对的就是抄袭与模仿的指责。批评者认为，百度在早期发展过程中，从站点风格到服务项目都全面抄袭了其竞争对手谷歌，包括它的搜索、地图、工具栏甚至logo涂鸦等各个方面，不仅如此，百度知道和百度百科也一度被指责抄袭了雅虎知识堂和维基百科。
不过对此百度的支持者回应说，几乎所有的搜索引擎都曾在不同程度上模仿对手，包括早期的Google对Infoseek，AltaVista的模仿，所谓的抄袭其实是一种业界普遍存在发展方式，相互借鉴才能进步，而且百度表示，事实上中国谷歌同样“剽窃”了其核心技术拼音连锁翻译成汉字和新窗口打开功能。
另一项也是最为人诟病的指责便是百度的竞价排名机制。竞价排名已是百度一项主要的盈利模式，如今这已是人尽皆知的事。所谓“竞价排名”也就是企业付款买下的广告。这些广告链接和真实搜索结果混杂在一起，除了下方有一个极小的“推广”加以标注外，没有其他区别，用户往往被蒙骗误认其为搜索结果，而且广告在其中排名非常靠前。曾有用户举报有一段时间在百度上搜索“玻璃”，前七页全部是广告。
在遭到网民的强烈抗议后，百度开始有所收敛，但其搜索条目首页的广告数在各搜索引擎中仍遥遥领先。甚至有媒体报道引述相关人士消息称，百度是谁给的钱多就排名靠前，谁给的钱少就靠后，不给钱就可能会受到屏蔽。这显然与搜索服务的初衷相悖。
相对而言，谷歌则是以全自动的搜索方法排除了人为因素对搜索结果的影响，不接受付费的竞价排名，也不出售搜索结果中的排序位置，而是依照点击人气、质量等因素进行综合排列。投放在谷歌的广告只会出现在搜索页面的右边或者顶部的独立区域，并且用竖线、底色与自然搜索结果明显地区别开来，并加上“赞助商链接”的标识。此外，这些广告也不是纯粹根据广告主出价来排序，还会考虑到该广告对用户搜索词的相关度，不是出价最高就一定排在第一。
对于百度和谷歌，第一财经频道总策划罗振玉形象地打了个比方：二者都是在网络时代修筑一条信息的高速公路，所不同的是，谷歌的盈利方式是在路边竖立广告牌；百度则是在路上设立收费站，甚至李彦宏本人也这么认为。因此谷歌的理念是让信息变得更加开放，百度则希望信息搜索本身也能带来一定的收益。换句话说，谷歌卖的是广告，百度卖的是信息本身。
不过尽管如此，在中文搜索引擎领域，百度始终占据着最大的份额，2010年谷歌宣布结束在中国内地的搜索业务，退出中国市场，更使得百度获得了一家独大的局面。尽管雅虎搜索一直存在，各大门户网站和微软公司也各自推出了搜索服务，但无人能够撼动百度在中国的地位。2007年，百度日文版正式开通，彰显出百度跨出中文领域，向一家世界级搜索引擎服务公司发展的雄心。
赞叹也好，争议也罢，李彦宏在中国信息搜索领域创建了一个庞大的百度帝国却已是一个不争的事实。这位儒雅的创始人依旧保持着低调。在接受央视的采访时，李彦宏说自己最初真正操心的并不是和谷歌的竞争，而是公司的员工能否承受一夜暴富的诱惑。毕竟他见过互联网泡沫破裂的现实，股票从疯涨数百万美金到一文不值，也只是转瞬之间的事。因此他始终带有强烈的危机感，并不断地将这种危机感传递给每一个人。“我不断地跟他们（员工）讲百度离破产只有30天。”李彦宏如是说。
对信息的理解和危机感带来的动力造就了百度的时代，但这远不是李彦宏理想的终点。2010年，在中科大的报告会上，李彦宏说：“未来十年的目标，是收入翻40倍、百度这个名字在全世界一半以上的市场里家喻户晓、百度成为全球最大的媒体平台”，而一年以后进军移动互联网市场，便是为实现这个目标而迈出的新的一步。