Почему сын и внук религиозных лидеров не захотел стать священником – неизвестно. Пётр приехал в Петербург в 1856 году, девятнадцати лет от роду, бедняк бедняком, с невидной родословной, и поступил в медико-хирургическую академию (позже переименованную в военно-медицинскую).
В материалах следствия по делу Баллода есть справка, датированная 27 сентября 1858 года. Из неё следует, что в 1856 году Баллод принят в академию по медицинской части, без стипендии, «своекоштным» студентом. В 1857 году его оставили на первом курсе, а в 1858 году исключили из академии. В справке сказано, что Пётр Баллод два года обучался на одном курсе и экзаменов не выдержал.
Однако Пётр и не думал всё бросить и уехать домой. Он взялся (совместно с однокашником А. С. Фаминцыным) за огромный труд – стал переводить трёхтомное руководство по анатомии человека, составленное профессором Венского университета Иосифом Гиртлем, самый популярный в Европе учебник анатомии. Тысяча большеформатных страниц с очень специфическим немецким текстом, изобилующим латинскими терминами! Никаких специальных знаний, кроме знания языка, у Баллода не было.
Уже после ареста Баллода Фаминцин сумел издать книгу Гиртля, и в течение 15 лет это был основной учебник анатомии для студентом-медиков. Одного этого достаточно, чтобы имя Петра Баллода осталось в истории российской науки. Но Баллод учёным не стал, хотя учёбу не бросил.
В 1857 году был разрешён приём в Петербургский университет получивших домашнее образование и лиц низшего сословия (одна из реформ после Крымской войны). Баллод воспользовался этим, и в 1858 году поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета.
Сохранилась переписка с попечителем университета об освобождении Петра Баллода как сына священника от платы за обучение. 5 ноября 1858 года попечитель дал положительный ответ – с учётом крайне бедственного положения просителя. При поступлении в университет Баллод сдавал экзамен по физике. Особым прилежанием студент Баллод и здесь не отличался. Поначалу он всё время уделял переводам, позже – подпольной работе. За участие в студенческих беспорядках 5 декабря 1861 года Баллода исключили с третьего курса. Сам университет был закрыт. Последний документ в «личном деле Петра Баллода» – его заявление от 31 марта 1862 года: бывший студент II курса естественного отделения просит допустить его к переводным экзаменам на III курс. Каким-то чиновником сделана отметка на заявлении: «Экзамена не сдавал».
После Крымской войны свободомыслие пустило в России глубокие корни, царский «Манифест» не мог удовлетворить все слои общества. В Петербурге взбунтовались студенты, офицеры, интеллигенция. И Пётр Баллод оказался в самом центре столичных беспорядков. Он оборудовал подпольную печатню, назвав её «Карманной типографией». В марте 1862 года нелегальная «Карманная типография» Баллода начала действовать, выпуская прокламации.