Годы пребывания Ф. А. Теплоухова в Петровской академии были очень плодотворными в его жизни. Он принял участие в экспедиции профессора-геолога Бернгардта Котты на Алтай; после поездки появились первые печатные работы. Вместе с главным садовником академии Р. И. Шредером, большим энтузиастом декоративного садоводства, Федор Александрович заложил обширный питомник ив. Во время пребывания в академии Ф. А. Теплоухов написал ценную работу о вредителях леса: «Короеды, водящиеся в средней полосе России, и их отношение к лесам»; работа была удостоена золотой медали. Сразу по окончании академии Теплоухов принял активное участие в создании лесного отдела на открывавшейся в Москве Всероссийской политехнической выставке. Лесной отдел оказался интересной выставкой по лесоводству. За хорошую организацию отдела Московское общество испытателей природы присудило Ф. А. Теплоухову большую серебряную медаль.
Профессора академии видели в Ф. А. Теплоухове хорошего организатора, талантливого исследователя. Студент-выпускник Федор Теплоухов получил приглашение остаться в академии для подготовки к профессуре, но, как и отец, был вынужден отказаться от возможности стать работником высшей школы: Ф. А. Теплоухов учился на средства Строгановых, был обязан отправиться к ним на службу. И, скрепя сердце, Федор Александрович это сделал.
Перед отъездом на Урал, в ноябре 1872 года, он был принят хозяином имения — графом С. Г. Строгановым. Как писал позже сам Ф. А. Теплоухов, пожилой высокий, грузный мужчина в генеральской форме любезно встретил его — молодого лесовода, но любезности этой хватило на какие-нибудь десять-пятнадцать минут, пока он осведомлялся о здоровье Александра Ефимовича да спрашивал о политехнической выставке в Москве. А как только граф перешел к делу, лесовод увидел истинное лицо хозяина.
— Ну, теперь вам положить всю эту теорию в вашу портфель, — проговорил он. — Вам ее теперь не нужно. Будете младшим таксатором. Поедете по лесным дачам — обратите особое внимание на Лологскую и Таманскую дачи. Много леса там.
Зашла речь о крестьянах, о самовольных порубках. Граф вскипел:
— Я скоро уничтожу все школы, кроме, конечно, заводских, где они останутся для служителей.
Мысли графа были понятны Федору Александровичу. «Да, хозяин лесным хозяйством не интересуется», — думал он. Лесовод не удивился. Еще до посещения графа он услышал от управляющего Главной конторой: «Вам, собственно, лесоводством придется заниматься мало».
22 января 1873 года Ф. А. Теплоухов приехал в село Ильинское на Обве. Он стал работать помощником главного лесничего, а затем, с конца 1875 года (с 2 декабря), главным лесничим обширного строгановского имения. Мысли его были сосредоточены на одном: несмотря на холодное отношение Строгановых, продолжить дело отца по ведению лесного хозяйства на научной основе.