В 1856 году доктор Карл Шерцер, учёный, совершавший кругосветное путешествие на борту фрегата «Novara», по заказу лаборатории Вёлера привёз в 1859 году из Перу сундук с листьями коки, который был передан химику Альберту Ниману (нем. Albert Niemann) из Гёттингенского университета в Германии. Развив и усовершенствовав процесс очистки алкалоида, тот назвал его кокаином. Был получен также кокаиновый воск — C66H66O4 и ряд других продуктов. Шаг за шагом Ниманн описал проведённый им процесс в диссертации «О новом органическом основании, содержащемся в листьях кока» (нем. Über eine neue organische Base in den Cocablattern). Работа была опубликована в 1860 году и принесла ему докторскую степень. Ниманн умер, не завершив начатой работы. Исследования Майша и Вильяма Лессена (англ. Maisch, William Lessen) позволили определить точную формулу: C17H21NO4. Полный синтез кокаина удалось провести в 1897 году Рихарду Вильштеттеру в лаборатории Айнхорна.

С 1879 года после экспериментов В. К. Анрепа в Вюрцбургском университете начались исследования возможностей применения кокаина в анестезии. Карл Коллер положил начало использованию кокаина в офтальмологии, Генрих Квинке применил кокаин как анестетик при лечении позвоночника. В 1859 году итальянский доктор Паоло Мантегацца, вернувшись из Перу с листьями коки, занялся с ними экспериментами на себе самом, отчёт о которых опубликовал сначала в миланской прессе, затем в книге «Гигиенические и медицинские достоинства кока». Описав ощущения, которые наступали при жевании листьев, автор предположил, что растение может использоваться в «борьбе против налета на языке и газов, а также для отбеливания зубов».

В 1863 году под впечатлением от публикации П. Монтегацци химик Анжело Мариани начал производство вина, получившего название Mariani Wine, — своего рода настойку на листьях коки, в которой алкоголь служил растворителем, способствуя выделению кокаина из листьев (в среднем 6 мг на унцию). Папа Римский Лев XIII, повсюду носивший с собой фляжку с «Мариани», в конечном итоге наградил создателя напитка золотой звездой. Сам Мариани утверждал, что готов опубликовать 13 томов благодарностей от потребителей, в числе которых были политики, актёры и практически «все врачи, обслуживавшие королевские семьи Европы».

В 1883 году Теодор Ашенбрандт (нем. Theodor Aschenbrandt) рекомендовал кокаин к употреблению военнослужащим баварской армии и выяснил, что он повышает выносливость солдат во время манёвров. Опубликованный отчет о наблюдениях Ашенбрандта привлёк к проблеме внимание широкой медицинской общественности; в числе заинтересовавшихся ею оказался и Зигмунд Фрейд. В 1884 году Фрейд приступил к исследованиям психостимулирующих свойств кокаина, на собственном опыте проверяя его клинические эффекты. Он издал статью («Über Coca»), в которой пропагандировал кокаин как лекарство от депрессии, различных неврозов, сифилиса, алкоголизма, морфийной наркомании, сексуальных расстройств, и начал активно применять кокаин в своей психотерапевтической практике. Кокаин, как писал Фрейд, вызывает:

...Подъём духа и продолжительную эйфорию, которая ничем не отличается от обычной эйфории здорового человека. Вы замечаете рост возможностей самоконтроля, прилив жизненных сил и увеличение работоспособности. Другими словами, остаетесь совершенно нормальным человеком, и очень скоро уже просто не верите, что находитесь под воздействием препарата... Продолжительная и интенсивная физическая работа выполняется, не оставляя ощущения усталости. Результат достигается без каких бы то ни было неприятных побочных эффектов, характерных для воздействия алкоголем. Абсолютно никакой тяги к кокаину не появляется ни после первого, ни после последующих применений лекарства.

Под влиянием этой и нескольких последующих работ Фрейда образованные европейцы начали использовать кокаин.

В 1869 году кока проникла в Нью-Йорк: на рынки «Кью Гарденс» поступили первые семена растения. В 1876 году листья коки сделались своего рода спортивным допингом: вплоть до 1885 года британские мастера спортивной ходьбы на ходу жевали листья, добиваясь таким образом улучшения результатов.

В 1885 году на рынок поступило изобретение Джона Пембертона, газированный напиток Кока-Кола, содержавший кокаин. В состав этого напитка входили листья коки и орехи кола, чем и было обусловлено название напитка. В 1906 году после принятия в США федерального закона «О чистоте пищи и лекарств» (англ.), из напитка кокаин был полностью выведен; в качестве стимулирующего ингредиента был оставлен лишь кофеин. Также в 1885 году американская фирма Parke-Davis начала продажу кокаина в разных формах, включая раствор для внутривенных инъекций, к которому прилагалась игла. В рекламе утверждалось: продукт «заменит вам пищу, сделает труса храбрым, безмолвного — красноречивым… сделает страждущего бесчувственным к боли».

В Москве германский кокаин продавался в аптеках по рублю за коробочку. Та же картина наблюдалась в США. В Мемфисе, Теннесси, в начале двадцатого века кокаин продавался в обычных аптеках и стоил от 5 до 10 центов в зависимости от размеров упаковки. По всему побережью Миссисипи работники использовали кокаин в качестве стимулирующего средства, причём белые работодатели повсеместно поощряли чернокожих к его использованию. «Его стимулирующие и доставляющие удовольствие свойства служат укреплению американского национального характера с его инициативностью, энергичностью, неуёмной активностью и безграничным оптимизмом», — писал психолог Рональд Зигель.