1679年12月，汉诺威公爵（又称不伦瑞克公爵）约翰·弗里德里希突然去世，其弟恩斯特·奥古斯特继承爵位。新公爵使莱布尼茨在宫廷中的地位更加稳固，尤其是公爵夫人苏菲很爱读书，对哲学著作情有独钟，并且是莱布尼茨哲学的热情崇拜者。莱布尼茨这位哲学大师在其宫中使公爵夫人十分高兴。
“世界上没有两片完全相同的树叶”这一哲学名言就出自莱布尼茨与苏菲的谈话。一天，苏菲向他请教一些哲学问题。在论证个体差异的绝对性时，他就讲了上述生动、形象而具体的比喻。苏菲大为赞叹，当即与宫女在宫廷院子中仔细搜集各种树叶，发现不论两片树叶怎么样类似，总能发现它们之间的差异。等宫女们安静下来之后，他又对苏菲说：“其实世界上也没有两片完全不相同的树叶。”公爵夫人与宫女们又再次忙乎了好大一阵子，证实哲学大师思想的深邃。
除了继续担任法律顾问、图书馆馆长等职务外，公爵奥古斯特委派莱布尼茨撰写不伦瑞克家族的家谱、族谱。不伦瑞克家族的后代不仅担任着（世袭）汉诺威公爵，而且还有一分支担任沃尔芬比特公爵。但是，奥古斯特并不满足于此，而是试图以证实和公布不伦瑞克家族的历史渊源来扩张其成为选帝侯、有资格充任欧洲君主的雄心。公爵将这一任务交给莱布尼茨，让他广泛查阅材料，写出一本令不伦瑞克家族满意的关于这个显赫家族的历史脉络著作。公爵要求这部历史著作要尽可能地从最早的年代写起，追溯的历史源头越远越好，然后直至当时。为此，这位公爵保证长期付给莱布尼茨薪水，并且尽可能提供一切方便。
这一工作虽是直接为宫廷服务，对莱布尼茨来说却是一项严肃的历史研究工作。但是由于他长时期陷在哈兹矿山的技术改造事务中，一直未能正式开展这一历史研究，直到哈兹工程中他的计划以失败告终，才不得不于1686年12月放弃风力抽水的实验。从此，他开始了作为一名宫廷历史学家的生涯。
莱布尼茨很快详细地研究了当地有价值的历史档案材料。他向奥古斯特提出，为了获得丰富而详尽的档案，必须查找欧洲各地所能找到的相关档案。公爵爽快地答应了。于是，为了这项宫廷历史研究，他进行了一系列的学术旅行，因为有宫廷的支持，欧洲所有的档案馆和图书馆都向他敞开了大门。更为重要的是，他利用这一难得的机会，会晤了全欧洲不少著名的人士，并与他们探讨有关科学、社会与学术问题。
1687年10月，莱布尼茨离开汉诺威，开始在欧洲境内的学术、档案考察。每到一地，除了查找档案，会见各地的显贵外，他利用一切可能的条件结识学者和科学家。首先，他到了慕尼黑。在那里他发现了一个重要的材料。该材料表明格威尔夫家族与不伦瑞克家族相关，即不伦瑞克家族是格威尔夫家族的一个分支。这是一条撰写公爵的家族史十分重要的线索。
1688年5月，莱布尼茨抵达维也纳，同年10月觐见了奥地利皇帝利奥波德一世（1640～1705），并呈上了一系列有关经济、科学改革的计划。这些计划给这位当时兼任神圣罗马皇帝的君主留下了深刻印象。莱布尼茨试图在奥地利宫廷中谋一职位，但这一请求直到1713年才得到肯定的答复，而他请求奥地利宫廷建立一个“世界图书馆”的计划却始终未能实现。
随后，他前往威尼斯，然后抵达罗马。在罗马，他希望拜见克里斯蒂纳女王（1626～1689），可女王已去世，而他却当选为女王所创立的罗马数学与数学科学院的成员。
1689年莱布尼茨在罗马期间，遇见了耶稣会传教士格里马尔迪（1639～1712）。这位传教士作为中国清朝宫廷的数学家不久将前往北京，其中文教名为闵明我。格里马尔迪唤醒了他对中国文化经久不衰的兴趣，使莱布尼茨在中西文化交流史上占据了极其重要而光辉的位置。
在从罗马往北返回的途中，在佛罗伦萨，莱布尼茨与伽利略的学生维维安尼（1622～1703）就数学问题进行了富有成效的交流。在意大利另一北部城市波隆那，莱布尼茨会见了生物学家、医学家马尔丕基（1628～1694）。
至1690年2月，莱布尼茨已能证明不伦瑞克家族与格威尔夫家族有着最早的亲缘关系，至此他的这一家族史研究项目暂告完成。
1690年3月，莱布尼茨返回汉诺威，沿途当然也作了一些停留和访问。在他长达两年半的访问结束后，莱布尼茨已积累了大量档案材料。他历经千辛万苦寻访、查找的历史资料令不伦瑞克家族皆大欢喜，尤其是属于该家族的汉诺威公爵、吕内堡公爵等更是兴奋异常。
在返回汉诺威的途中及回到汉诺威后，莱布尼茨获得了不伦瑞克家族各支系所管辖的宫廷中的兼职，因而大大改善了自己的地位，并获得了奥古斯特藏书主管的职位，不伦瑞克家族其他支系的几位公爵答应付给他出版格威尔夫家族历史的三分之一的报酬。1691年，恩斯特·奥古斯特公爵兄弟又给了他一笔津贴。由于在收集档案材料及撰写家族史方面所作出的贡献，1696年，莱布尼茨被提升为秘密顾问官，这时，他的薪水为每年从汉诺威得到1000塔拉，从不伦瑞克家族的沃尔芬比特尔公爵处得到400塔拉，从同一家族的塞尔公爵处得到200塔拉，其中最少的这笔薪水也比当时一个熟练工人挣得的收入多。不过，他的工作也是异常辛苦的，他差不多在汉诺威、沃尔芬比特尔、塞尔各处来回奔波，在各处所待的时间都差不多，而绕这几个地方一圈大约有二百千米左右，因此他的许多时间都花在旅途之中。幸亏他有一辆专用马车，这样他的一篇篇传世之作很多都是在颠簸的马车中撰写的。有的历史学家认为，莱布尼茨之所以对改进车辆设计很感兴趣，最主要的原因是为了方便他在旅途中写文章。
莱布尼茨成功地为不伦瑞克家族争得了选帝侯的地位。在1692年，恩斯特·奥古斯特公爵被推选到汉诺威选帝侯的重要位置上，为后来的汉诺威选帝侯继承英国王位奠定了重要的基础。
莱布尼茨编写《不伦瑞克史料集》花了很多的时间和精力，在1698年至1700年他就出版了六大卷有关格威尔夫家族的史料，其中大部分是以往未发表过的。1707年至1711年，出版了三卷本《不伦瑞克史料集》。由于他将这个家族的历史当作整个欧洲文明史的一部分，把要写的东西铺的面太宽，追溯的源头太远，如他从矿山和化石的形成、欧洲部落的迁徙、欧洲语言的形成作为出发点，因此他虽然努力工作，至逝世时为止也只写到了公元1005年，大部分是在他去世以后才出版。而且他还受到了不伦瑞克家族各分支公爵的抱怨，说他的进展太慢，并且说“莱布尼茨什么事都做，就是不做那些付给他薪水的事”。
的确，在从事家族史研究的同时，莱布尼茨从事了一系列卓有成效的科学、哲学和数学方面的创造性的工作。他与众多的欧洲著名数学家、哲学家进行了学术通信联系，为在欧洲大陆推动微积分、代数学的发展作出了重要贡献。不仅如此，随着见识的增加，他思考与宫廷、王室强盛有关的问题，开始形成了较为成熟的科学技术与社会发展的思想。这在当时也只有像他这样的百科全书式的学者才能产生这种观念。