Progressivement, le rôle du romancier naturaliste n'est plus d'imaginer, mais de travailler sur des faits réels et des documents.

L'étape du roman documentaire est dépassée lorsque Zola entreprend d'appliquer à la littérature les théories de C. Bernard. Ce dernier est un physiologiste, qui a notamment défini les prinicpes de la recherche scientifique dans son Introduction à l'étude de la médecine expérimentale (1865).

Zola propose de suivre la même démarche d'expérimentation en remplaçant le mot "médecin" par le mot "romancier". Le principe est le suivant: à partir d'une observation faite sur un fait social (violence, paupérisme, alcoolisme...), le romancier invente une situation pour contrôler cette observation. C'est l'hypothèse. Le rôle du récit est de vérifier cette hypothèse. Le dénouement apparaît ensuite comme le résultat de l'expérimentation.

Cette théorie est devenue célèbre à travers l'ensemble des Rougon-Macquart de Zola: il y observe les manifestations de l'hérédité (alcoolisme et folie) sur un certain nombre de "sujets" placés dans des conditions préalablement définies.