I 1863 vendte han tilbake til Sverige, der han begynte som kjemiker ved farens verksted i Heleneborg i Stockholm. Det lyktes ham å videreutvikle sprengstoffet nitroglycerin etter italieneren Sobreros metoder, og i 1864 begynte han industriell produksjon av dette sprengstoff i Sverige. Senere kom det i gang en fabrikk i Tyskland og en i Norge og så fulgte andre land i Europa og Amerika. I 1867 fikk Alfred Nobel patent på en spesiell type nitroglycerin, som han kalte "dynamitt". Oppfinnelsen skulle raskt komme til å få stor praktisk betydning for anleggsvirksomhet i mange land. Parallelt med produksjonen foregikk det en aktiv forskningsvirksomhet ved laboratorier som Nobel hadde i Stockholm og Hamburg, senere også i Paris, Bofors og San Remo. Den opprinnelige form for dynamitt ble etter hvert erstattet av gelatin-dynamitten, som var sikrere å behandle. Også i denne utvikling spilte Nobel en viktig rolle.

Alfred Nobel hadde til slutt 355 patenter. Noen var mer fantasirike enn økonomisk utnyttbare, andre i høyeste grad brukbare og verdifulle. Han eksperimenterte hele sitt liv med nye oppfinnelser på mange områder, ikke minst med forskjellige syntetiske stoffer. De mange bedrifter rundt om i verden som Alfred Nobel hadde interesser i, ga ham store inntekter. Han ble en av de rikeste menn i Europa.

Alfred Nobel hadde sterke sosiale interesser og det er kjent at han hadde et radikalt syn på flere av samtidens problemer. Hans vitenskapelige og industrielle engasjement førte ham på reiser til de fleste land i Europa og Amerika. I en rekke år bodde han i Paris, men planla å flytte tilbake til Sverige. Han ville slå seg ned for godt i Karlskoga hvor han hadde eiendommer. Før dette kunne bringes i orden, døde han i sitt hus i San Remo i Italia den 10. desember 1896.

Alfred Nobel var en ensom mann, ofte plaget av svak helse. Han var meget beskjeden av natur, nærmest litt sky i sine kontakter med andre. Framfor alt var han opptatt av sine forskningsideer og av det praktiske arbeid ved de mange bedrifter han ledet rundt om i Europa. Hans liv var preget av studier og arbeid, sent og tidlig. I seg bar han på drømmen om å kunne tjene menneskeheten.

I januar 1897 ble det kjent at han hadde testamentert det meste av sin store formue til et fond, hvis inntekter skulle nyttes til å dele ut priser til dem som hvert år hadde gjort menneskeheten den største nytte. Grunnreglene for den stiftelse som administerte fondet - Nobelstiftelsen - ble endelig vedtatt den 29. juni 1900.