Orientując się, że ma do czynienia z talentem matematycznym pierwszej wody, Lagrange wymógł na Germain spotkanie i, pomimo że tajemniczy Le Blanc okazał się kobietą, został jej nauczycielem.
Równie owocna okazała się korespondencja Germain z Legendrem, która dość szybko przerodziła się we współpracę. Kilka wyników Germain zostało opublikowanych przez Legendre'a w jego książce o teorii liczb.
Le Blanc nie zniknął jednak z kart historii – Germain ponownie użyła tego nazwiska w korespondencji z Gaussem, którą rozpoczęła w roku 1804 od uwag związanych z jego Disquisitiones arithmeticae. Gauss odkrył jej tożsamość dopiero w roku 1806, gdy Germain wymogła gwarancję bezpieczeństwa dla księcia matematyków podczas wojny francusko-pruskiej.
W roku 1811 Germain wzięła udział w konkursie ogłoszonym przez Francuską Akademię Nauk, którego tematem było wyjaśnienie powstawania figur Chladniego. Są to regularne wzory, jakie tworzy na przykład piasek rozsypany na dużej płycie, która zaczyna drgać. Pierwsza i druga edycja konkursu nie przyniosły rozstrzygnięcia, w trzeciej (w 1816 r.) zwyciężyła Germain, pokonując w niej Poissona.