En 1838 llegó a Chile contratado por las autoridades de la provincia de Coquimbo para comenzar la enseñanza de mineralogía y química en el liceo San Bartolomé de La Serena, institución que también financia su viaje, instrumentos, materiales y colecciones,[1] donde posteriormente revoluciona los métodos de enseñanza.
Entre 1840 y 1846 realizó viajes por gran parte del país. En estos viajes, describió la geología de extensas zonas. En 1847 fue contratado como profesor del Instituto Nacional de Chile, más tarde se le concedió la nacionalidad por gracia y contrajo matrimonio con una joven chilena, Enriqueta Sotomayor, con quien tuvo tres hijos.
Dándose cuenta de la enorme pero casi inexplorada riqueza minera de Chile impulsó presionando fuertemente a las autoridades chilenas para que se creasen las Escuelas de Minas de La Serena y Copiapó respectivamente; en la primera Domeyko se encargó personalmente de crearla, dirigirla y hacer clases, en tanto que en la escuela copiapina dirigió su creación, eligiendo con pinzas a sus académicos, varios de ellos egresados de la recién creada Universidad de Chile y la mayoría provenientes de Alemania y Francia, visitándola de vez en cuando para supervisarla.
Fue miembro del claustro académico de la Universidad de Chile y posteriormente fue elegido rector de la misma, cargo que ejerció entre 1867 y 1883, por 3 periodos.[2] En tal cargo desarrolló una extensa labor, siendo la principal de ella, la separación de las funciones de superintendencia de educación que ejercía sobre el sistema desde su creación, traspasando tales responsabilidades al recién creado Ministerio de Educación. En 1879 el Congreso Nacional dictó una ley por la que se separaban las funciones del Instituto Nacional, encomendándosele a la universidad el trabajo de convertirse desde una unidad exclusivamente académica a una de docencia.
En la Universidad de La Serena, el campus donde se encuentra la Escuela de Minas, heredera de la creada por el sabio polaco, tiene por nombre "Ignacio Domeyko". En la misma institución existe el Museo Mineralógico Ignacio Domeyko.
En Santiago se encuentra el Liceo Industrial y de Minas Ignacio Domeyko, administrado por la Corporación Minera, creada por exalumnos de la Escuela de Minas de La Serena.
El Centro Chileno-Alemán para Docencia e Investigación en Minería, actualmente en proceso de creación, recibirá el nombre de Ignacio Domeyko y su hijo Casimiro.
El papa Juan Pablo II en su visita a Chile, le rinde homenaje durante un discurso en la nunciatura con los polacos residentes en dicha república sudamericana.
En 1955 fue inaugurada la plaza Ignacio Domeyko, ubicada en el sector El Llano de la ciudad de Coquimbo.[4]
