В Тимирязеве Столетов нашел себе самого близкого и верного, самого любимого друга.
В 1872 году у Столетова появился еще один друг. В конце этого года в Московский университет из Одессы ненадолго приехал профессор Владимир Васильевич Марковников. Университет пригласил Марковникова занять кафедру химии.
Осмотрев лабораторию в университете, мрачную, темную, похожую на лаборатории средневековых алхимиков, Марковников ужаснулся. В Одессе у него была хорошая лаборатория. Здесь же надо было начинать все сначала. Только после долгих колебаний Марковников принял предложение: надо же было кому-то поднять преподавание химии в первом университете страны на должную высоту.
Отбросив личную заинтересованность, Марковников в конце 1873 года переехал в Москву.
Этот энергичный, веселый и жизнерадостный человек скоро сдружился со Столетовым.
Выходец из казанской школы химиков, воспитанник знаменитых ученых Зинина и Бутлерова, Марковников, так же как и Столетов, главную цель высшего образования видел в подготовке самостоятельных исследователей природы.
Марковников был прекрасным воспитателем молодежи. Принципы, которые он положил в основу системы преподавания, были очень близки принципам Столетова. Марковников, так же как и Столетов, считал, что главное, на чем должно основываться преподавание, — это самостоятельная работа студента. «Никогда не следует таскать в рот жареных голубей, следует пускать студента на глубокое место, кто выплывет — значит, будет толк» — подобные афоризмы Марковникова были убеждением и Столетова. По отношению к студентам Марковников никогда не был надоедливой нянькой. Он требовал, чтобы студенты сами отыскивали нужные им сведения в химических журналах и умели принимать самостоятельные решения при выполнении заданных им работ.
Сближала Столетова с Марковниковым и любовь к отечественной технике, его постоянная и живая заинтересованность в вопросах развития отечественной промышленности. Сам Марковников подавал своим ученикам пример, как нужно высшие теоретические достижения ставить на службу технике.
Он был практиком большого размаха. Много труда Марковников посвятил, например, исследованию кавказской нефти, начав тем самым путь, по которому пошли позднее многие исследователи, в частности академик Н. Д. Зелинский. России нужна широко развитая химическая промышленность, — эта мысль, эта идея была одной из руководящих идей в деятельности Марковникова.
Ученый протестовал против стремления правительства задержать развитие отечественной промышленности, выступал против сторонников исключительно аграрного характера русского народного хозяйства. «Оказывать предпочтительное внимание земледелию или какой-либо другой отрасли промышленности значит задерживать нормальное равномерное развитие производительных сил страны и ставить их в неминуемую зависимость от других государств», — писал Марковников.