В 1859 году вышла его блестящая историографическая статья в «Московском обозрении» (без подписи), полная свежих мыслей, – «своеобразный опыт русской историографии в ее главных чертах». Думается, что едва ли не лучшая журнальная историографическая статья в России середины XIX века. Повод для статьи – обзор первых 8 томов «Истории» С. М. Соловьёва (в «Отечественных записках»). В 1859 году К. Н. переехал в Петербург. Рецензии, обзоры, школа мысли. Научные связи его крепли. В 1864 году он преподает русскую историю наследнику престола, другим царским детям. В 1865 году определен на должность доцента Петербургского университета по кафедре русской истории, о чем давно мечтал. За свою диссертацию «О составе русских летописей до конца XIV века» получил сразу докторскую степень (1868).
И тогда это было редкостью. В 1869 году стал ординарным профессором. Началась эра его преподавания – время расцвета. Всего через три года вышел в свет и первый, очень оригинальный по структуре и содержанию, том его «Русской истории», выросший из университетских лекций (1872).
В науке К. Н. самостоятелен и независим, хотя влияние М. П. Погодина, с одной стороны, а С. М. Соловьёва с К. Д. Кавелиным, с другой, в период его формирования очевидно. В чем-то он все же ближе к поздним славянофилам (Н. Я. Данилевскому с его теорией культурно-исторических типов). Но пристальное внимание к источниковедению, четкая независимая научная позиция позволили Бестужеву-Рюмину влиять на формирование Петербургской школы русской историографии (в противовес «московской» С. М. Соловьёва). Установка К. Н. на исследование исторических источников, а не исторических явлений определила лицо («изюминку») Петербургской школы. Впрочем, любое деление на научные школы в России довольно условно ввиду отсутствия строгих границ между течениями в науке. По мнению С. Ф. Платонова, его наследника в университете, К. Н. не оставил школы, зато оставил много учеников – археологов и историков самых различных оттенков. Исследование источников, по мнению историка, – лучшая тема для магистерских и докторских диссертаций. Впрочем, он не стеснял личных симпатий и способностей в науке своих питомцев, а считал своим долгом направить их работу в нужное русло и создать рабочую обстановку.
Как лектор Бестужев-Рюмин был увлекателен и любим студентами. «Перед нами был не лектор, а собеседник – простой, изящный, остроумный и серьезный; он не читал, а просто разговаривал о своем деле, как говорят с равными и близкими людьми. Чтобы понимать его быструю и живую речь с отступлениями от главной темы, с личными воспоминаниями, с живыми характеристиками кружков и лиц, с меткими оценками трудов… надобно было некоторое напряжение и некоторая подготовленность…» – писал С. Ф. Платонов (студент 1878–1882 годов).
В аристократичности мысли крылся секрет обаяния болезненного человека со слабым голосом и худым смуглым лицом. Это был старый русский барин во фраке и светский человек, а не казенный чиновник в мундире. Историографичность – яркая черта в целом научного таланта К. Н. и стиля его исследовательской и лекторской работы.
Убежденный сторонник женского образования, К. Н. отдался всей душой Высшим женским курсам, открытым в 1878 году на его имя и получившими название «Бестужевских». Но перенапряжение (университет, курсы, научные работы, климат города) сломили слабое здоровье профессора. В 1882 году он после тяжелой болезни (сложное воспаление легких) уехал на два года в Италию лечиться. Полностью он так и не поправился. В 1884 году он оставил университет и курсы. Жил К. Н. в тесном кругу своих близких знакомых и учеников, собирал их на «вторники». Рецензировал много книг.
В 1885 году он вновь ездил на лечение в Италию, в 1888 году болел брюшным тифом, в 1890 году перенес инсульт. Научные работы его после 1882 года в основном остановились. В 1890 году К. Н. был избран академиком АН, что явилось для него большим нравственным утешением. Погребен (1897) в Новодевичьем монастыре в Петербурге.