Новый этап развития сравнительно-исторического метода связан с именем крупнейшего немецкого учёного Августа Шлейхера (1821—1868). В юности Шлейхер долго колебался в выборе профессии: занимался ботаникой, потом богословием, но параллельно учил много самых разных языков от санскрита до китайского и арабского. Любовь к языкам в конце концов победила, но всю жизнь Шлейхер не бросал и ботанику. Его увлечением было готовить препараты из растений для изучения их под микроскопом.
За два десятилетия лингвистической деятельности учёный сделал многое разработал сравнительную грамматику индоевропейских языков, написал «Индоевропейскую хрестоматию», труды по отдельным ветвям индоевропейской семьи языков, прежде всего по германским и славянским Шлейхер работал несколько лет в Праге и стал лучшим в Германии знатоком славянских языков. За их изучение он был избран иностранным членом Российской академии наук. Учёный первым начал систематически изучать литовский язык, показав, что этот язык очень важен для индоевропеистики, поскольку сохранил много древних явлений Писал он и труды теоретического характера, в которых чувствуется влияние Вильгельма фон Гумбольдта.
Ко всему немецкий учёный подходил как экспериментатор, что в конце концов стоило ему жизни Закаляя зимой своё здоровье, он простудился, решил испытать на себе новый метод лечения и умер от этого на 47-м году жизни, не закончив «Сравнительную грамматику славянских языков».
Шлейхер интересовался и конкретными фактами, и общими законами развития языков. В его время самой активно развивавшейся наукой была биология, особенно большую популярность получила появившаяся в 50-х гг. XIX в. теория эволюции Чарлза Дарвина Шлейхер стал своего рода «дарвинистом» в языкознании, ему представлялось, что языки — это те же организмы (возможно, здесь сказалось его увлечение ботаникой). Они рождаются, растут, стареют и умирают, ведут между собой борьбу за существование и подчиняются законам естественного отбора Такой подход, конечно, был слишком упрощённым и прямолинейным, но на его основе удалось выяснить многие закономерности развития языков. Некоторые утверждения Шлейхера были опровергнуты последующей наукой. Так, он сохранял романтические представления о древних индоевропейских языках (санскрите, древнегреческом, латинском) как самых совершенных и связанных с «мудростью древних». Доказательством совершенства служила сложность морфологии этих языков. Вслед за Гумбольдтом он выделял два этапа в развитии языков; доисторический этап он тоже понимал
как развитие языков от простого к сложному. Но последующий исторический этап языка Шлейхер считал регрессом, «распадом языка в отношении звуков и форм». Так, английский и французский языки, морфология которых упростилась, регрессировали, согласно его взглядам, очень сильно; немецкий несколько меньше Современная наука отказалась от такого рода оценок. Выяснилось, что путь развития от сложной морфологии к более простой не является обязательным для эволюции языков в исторический период и многие языки развиваются совершенно не так, как индоевропейские. Поэтому от понятий «зрелости» или «старости» языков современные лингвисты отказались.
В то же время выдвинутая Августом Шлейхе-ром схема развития языковых семей выдержала проверку временем и сохранилась до сих пор. Эта схема иногда называется концепцией родословного древа языков. Согласно ей, языковая семья образуется в результате распада некогда единого праязыка. В силу исторических условий (одни народы мигрируют, другие остаются на месте и т. д.) праязык распадается на части. Постепенно его ветви, развиваясь независимо друг от друга, превращаются в отдельные языки. Такой процесс дробления языков может происходить многократно, но обратный процесс сближения невозможен. Если языки ведут «борьбу за существование», то один в конечном итоге побеждает, а побеждённый язык погибает (часто обогащая при этом «победителя» своей лексикой). Однако какой-то третий язык на основе «скрещивания» двух родственных или неродственных языков появиться не может. Если изобразить такую схему развития графически, то она действительно напоминает генеалогическое древо какого-нибудь рода, происходящего от общего прародителя, либо схему развития животного или растительного мира в биологической систематике.
Шлейхер первым разработал и родословное древо индоевропейских языков, предложив гипотезу о том, что существовавший некогда индоевропейский праязык постепенно распадался на более мелкие группы.