Лишь в 1898 г. Б.А. Келлер смог поступить на Iкурс физмата Казанского университета и стать учеником профессора А.Я. Гордягина, а затем – членом Казанского общества естествоиспытателей с его девизом «В мелочах и частностях мы ищем общие законы природы». Первое ботаническое исследование Келлера и его первая научная публикация (1900) были связаны с Саратовским уездом. По окончании университета он был оставлен ассистентом при кафедре ботаники у А.Я. Гордягина (1902) и одновременно стал преподавать естественную историю в двух гимназиях и средней школе. Две пробные лекции «Географический и экологический метод в систематике» и «Эксперимент в вопросах видообразования» (1909) позволили ему стать приват-доцентом Казанского университета (1910). В 1913 г. он защитил в Юрьевском университете магистерскую диссертацию о ботанико-географических исследованиях в Семипалатинской области и в том же году стал профессором и организатором кафедры ботаники создаваемого Воронежского сельскохозяйственного института, где проработал 17 лет. Одновременно работал профессором ботаники медицинского и физико-математического факультетов Воронежского университета (1919–1931).
За годы работы в Воронеже (1913–1931) Б.А. Келлер опубликовал более 170 научных, научно-популярных и других трудов. Именно тогда им были выполнены наиболее значимые научные труды по материалам множества ботанических экскурсий и экспедиций. После вышеназванной поездки в Саратовский уезд (1899) он выезжал в Зайсанский уезд Семипалатинской обл. (1908), Бийский уезд Томской губ. (1909), Горный Алтай (1909–1910), в Воронежскую обл. (многократно), Швецию и Норвегию (1925) и Поволжье (1927–1928). Работая в Сарепте (1912–1913, ныне в черте Волгограда), черноземной степи (1915) и Голодной степи (1916), Келлер весьма успешно использовал организованные им нестационарные подвижные лаборатории.
