Он уезжает в Москву и записывается в университет — опять-таки на историко-филологический факультет. Слушает лекции по древнерусской литературе у Буслаева. Однако не пропускает и лекций ботаника Шифера и геолога Щуровского. И все-таки любовь к палеонтологии побеждает, и он решает посвятить себя ей одной! С 1859 по 1863 год путешествует по Сибири, Амурскому краю и Сахалину. Позже, когда составлялась первая геологическая карта России, глубинное строение Сибири было нанесено на нее под непосредственным наблюдением Шмидта. На Амуре и Сахалине он открыл богатые отложения третичной и юрской флоры и дал общее освещение геологии местности.
С 1881 года печатается его исследование некоторых представителей ископаемой фауны силурийской системы Прибалтики, оно стало одним из основных сочинений стратиграфической литературы 80-х годов. Фридрих Богданович перекидывается на изучение еще более древних — докембрийских отложений и дает ценнейшее описание органических остатков. Его назначают заведующим Минералогическим музеем академии. Помещение, в котором располагался музей, было небольшим, но коллекции славились на весь мир. 487 тысяч номеров насчитывалось в каталоге музея. Шмидт 25 лет заведовал им.
Вот так удачно сложилась научная карьера бывшего филолога, чего нельзя сказать о его личной жизни. В молодости Фридрих Богданович пережил неразделенное чувство и остался верен ему — или памяти о нем — на всю жизнь. Он снимал холостяцкую квартиру, но Александр Петрович предпочитал видеться с ним и беседовать не там, а в кабинете Минералогического музея. Более всего привлекало его в старшем друге разнообразие интересов, хотя Шмидт не занимался русской словесностью как ученый, но любил ее и считал долгом знакомиться с новинками литературы в этой области; любил театр, музыку. По-видимому, Шмидт в известной степени в глазах Александра Петровича приближался к идеалу академика, каким он его себе представлял: настоящий академик должен быть широко образованным, никак не замкнутым в сфере своей науки, непременно добрым и безукоризненно честным...
Вероятно, через Шмидта Карпинский познакомился и сошелся с академиками Второго отделения, которое тогда переживало расцвет своей деятельности; на собраниях его рассматривались главным образом сочинения по русской и славянской филологии и истории. С докладами выступали Ф.И.Буслаев, И.И.Срезневский, А.А.Потебня, Ф.Ф.Фортунатов, И.А.Бодуэн де Куртэнэ. Пройдет немного времени, и их доклады составят золотой фонд русской филологии. Русская диалектология и история русского языка их усилиями сформировались как самостоятельные дисциплины; начала зарождаться сравнительная грамматика индоевропейских языков, в свете которой делались попытки представить развитие славянских языков. Все это были интереснейшие начинания, и Александр Петрович с живым любопытством, который еще подогревался Фридрихом Богдановичем, знакомился с ними.