哈维弄清楚了血液循环的真相后，毫不迟疑地发表了对这个问题的见解，不但跟学生私自谈论，而且在公众面前发表演讲。1615年8月4日，哈维被选为皇家医学会伦姆雷讲座的主持人。从1616年，即莎士比亚去世之年起，他每年都到这里讲课。在第一次讲课时，他就向学生和同行们公开发表血液循环的研究新成果。讲稿至今还保留在皇家医学会里。哈维公开对教会神学宣战，向统治1400多年之久的盖伦（哈维在大学时心目中崇拜的偶像）的学说公开提出挑战。
正如哈维自己所说的那样，这些新的见解发表后，有的人很喜欢听；有的人觉得不过如此；有些人则以胆敢违背全体解剖学者的信条为罪名，对他进行指责和诽谤；还有许多人则渴望对血液循环得到进一步的解释，认为这些新发现值得思考，或许有巨大的价值。哈维根据朋友们的请求，决定把自己的研究成果写成书。一方面可以让科学家参与他的工作，证明他的发现是否正确；另一方面，可以用事实说服那些抱有嫉妒、持反对态度和那些对血液循环理论似懂非懂的人。
哈维意识到，要发表一篇与教会神学思想相悖的著作并非轻而易举，要说服人们接受血液循环的观点，必须以无可反驳的事实为依据，论证问题必须具有严密的逻辑性。为此，他一面著书立说，一面又进行科学实验，解剖各种动物，不断地检验和补充血液循环理论。
在封建制度仍然处于统治地位的英国，在教会仍然控制意识形态领域的时代，要想发表一篇真正的科学著作是十分不易的。意大利天文学家布鲁诺继承发展了哥白尼的“日心地动”学说，被天主教视为异端邪说，于1600年被罗马教皇处以火刑。伽利略为证明太阳中心说，遭到封建势力的迫害，受到罗马宗教裁判所的审判，并被软禁。年轻的维萨利和塞尔维特在向盖伦开了挑战之后，分别被驱逐出国界和焚烧处死。但为了宣传真理，哈维对宗教神权毫不畏惧，冒着生命危险，将血液循环的研究成果整理成书，准备出版。
哈维关于血液循环方面的研究成果，在欧洲引起很大震动，他的新见解日益深入人心。当普鲁士出版商费采尔知道哈维已将血液循环研究论文写成书后，就给他写了一封信。1628年的一天，哈维收到费采尔的信。信中说，为了不要失去一个让全欧洲都知道您的思想的机会，我决定支付出版尊著的一切费用。看完这封信，哈维喜出望外，兴奋异常。他把早已准备好的手稿作了认真修改后，亲自寄去了。
1628年，一部在医学史上具有划时代意义的著作，《血液循环论》发表了。全书共分17章，结构严谨，论证缜密，行文简洁，朴实无华地说明了心脏的结构和功能以及血液循环运动的规律。在序言里，哈维着重评价了盖伦、法布里修斯等学说，以科学的方法论为指导，以自己的实验观察结果批驳了有关心脏、动脉、静脉和血液流动的错误观点，阐明了自己的血液循环论。
哈维在他的著作中简要概括了自己的学术思想：“一切推理和实证都表明血液是由于心脏的博动而穿过肺脏和心脏的，由心脏送到动脉，分布到全身和肌肉细孔；然后，通过静脉由外周各方面流向中心，由较小的静脉流向较大的静脉，最后流入右心房。动物的血液是被压入循环而且不断流动着的……”
如同哥白尼学说否定托勒密学说是一场伟大的科学革命一样，血液循环理论否定盖伦学说也具有伟大的科学革命意义，这一理论把近代医学、解剖学和生理学引向科学的轨道。同时，《血液循环论》的成就还超出了生理范畴，它从根本上动摇了神创论的宇宙观。
这一打倒偶像另辟天地的举动，遭到来自各方面保守势力的围攻，其实这也是哈维预料之中的。早在哈维之前，一些人曾试图推翻盖伦的理论，但都遭到了致命的迫害。维萨利还没有讲到这一步，便被赶走了；塞尔维特还没有讲到这步，就被火烧死了。哈维比这些人的观点都要进步，能逃脱那种命运吗？尽管哈维比较慎重，从血液循环的发现到血液循环理论的发表，迟延了12年之久；甚至在正式发表之时，哈维还要想方设法地尽可能地以保守和陈旧的语言，来掩饰自己闪耀着强烈科学光芒的思想，似乎他的发现不但丝毫没有触犯亚里士多德和盖伦等古代伟人的权威，而仅是他们早已作出的论断的复述和阐发。但尽管如此，哈维仍然受到许多人的反对和攻击。
当时，巴黎医学院院长里奥伦带头反对哈维的血液循环论。里奥伦因精通解剖学而享有盛名。他认为，哈维的血液循环论与盖伦的传统观点不符。里奥伦提出了一个不可思议的论点。他说，人们不应该认为盖伦有错误，即使解剖的结果和盖伦所说不同，也要认为盖伦在当时是正确的，只是自然界在他以后发生了改变。1649年，哈维发表文章，回答了里奥伦的异议。另一个保守的医生帕丁认为，哈维的理论自相矛盾，毫无用处，违背事实，是荒谬可笑和极其有害的。
著名的爱丁堡大学教授普利姆罗斯，只用了14天就写出一本书。他在书中嘲笑哈维的血液循环理论是无稽之谈，并讥讽说，以前的医生不知道血液循环，但也会看病。
威尼斯学者巴里撒纳是反对血液循环论的代表人物，他在与哈维辩论中说什么肺静脉里流的是空气，而不是血液。哈维用解剖学常识反驳说，为什么肺动脉和肺静脉的结构像血管而不像气管呢？巴里撒纳辩解说，事物就是这样的，因为“造物主”要它这样。
1636年，哈维奉王室之命赴纽伦堡，特地拜访了反对他的医生霍夫曼。哈维邀请他看解剖示范表演，竭力想说服他接受自己的新理论，但没有成功。哈维的演说已使在场的大多数听众信服，只有霍夫曼仍然不接受血液循环的学说。
由于来自各方面的责难诽谤，来找哈维看病的人少了，医疗业务一天比一天清淡了，人们甚至认为哈维是个精神失常的医生；还有人讥讽他为“循环的人”，这个词在拉丁语中是个贬义词，指的是那些在大街上卖药的小贩，以此把哈维贬低成“江湖医生”。
血液循环理论超越英伦三岛，在欧洲引起强烈反响，像任何新生事物一样，当它刚刚出现的时候，总会有保守势力出来加以否定，甚至拼命扼杀。同时也会有人站出来支持。法国著名哲学家笛卡儿对哈维的新发现表现了极大的兴趣和关注。笛卡儿赞同血液循环的观点，但反对把循环的动力归于心脏的收缩运动。笛卡儿是机械唯物论者，认为机器要凭借外力才能运转，人们也像机器一样，但他找不到人体的外力，于是就求助于上帝和灵魂的观念。这就是影响欧洲甚深的二元论哲学的表现。
血液循环论在一些年轻科学家和解剖学家中仍可得到支持，他们应用实验手段来亲自观察，证明血液循环的正确性。1661年，意大利的解剖学家马塞罗、马尔比基应用显微镜看到青蛙肺里的毛细血管网。1686年，列文虎克用他自制的显微镜观察到蝌蚪的尾巴，他惊喜地看到血液像小河流般迂回流往各处。他说：“所谓动脉和静脉实际上是连在一起的，这就是毛细血管。”哈维关于动静脉的连接处存在着血管交织网的假说，也就是动静脉交通的毛细血管网，已被后来的科学家应用显微镜观察证明了。
《血液循环论》发表将近30年后，在哈维逝世前，他的理论已经为医学界普遍承认。1653年，他用拉丁文写成的划时代的生理学巨著《血液循环论》被译成英文在伦敦出版。哈维的学说影响非常广泛，甚至在莫里哀的剧本和法国诗人布阿罗的作品中，都出现了反对血液循环的保守者形象。哈维的发现推翻了盖伦学说的统治，解脱了宗教神权对医学解剖学的束缚，为近代医学、特别是解剖学和生理学的研究开拓了新的实验方法，提供了新的理论基础。
