Выбор Одесского художественного училища был очевиден — это было самое значительное художественное учебное заведение юга Российской империи. Статус училища основанная в 1865 году рисовальная школа при Одесском обществе изящных искусств приобрела в год поступления Бурлюка, в 1900-м, а в собственное здание переехала ещё в 1885 году. Первыми преподавателями в ней были в основном иностранцы, в том числе выученик Мюнхенской Академии художеств Фридрих Мальман, ставший первым директором школы. Среди его учеников были Михаил Врубель, Кириак Костанди, Леонид Пастернак, Франц Рубо. Были среди первых преподавателей и польский живописец Ромуальд Хайнацкий (вице-директор), француженка Адель Шейнс-Демоль, итальянцы Пьетро и Цезарь Бони. А в 1869 году вице-президент Общества изящных искусств, почётный директор рисовальной школы, академик архитектуры итальянец Франц Моранди пригласил на должность преподавателей школы живописцев Мюнхенской и Петербургской академий Антона Бауэра и Павла Сукмана и скульптора Миланской Академии художеств Луиджи Иорини, который проработал здесь до конца жизни и воспитал несколько поколений художников. Одесса с самого основания была городом интернациональным.
В 1884 году заведующим школой стал известнейший византолог, историк искусства Никодим Павлович Кондаков, а директором со следующего года и до 1917-го — Александр Попов. Самым известным из преподавателей был, конечно же, грек Кириак Костанди.
С первых лет своего существования Общество изящных искусств проводило выставки и собирало собственную коллекцию живописи. На одной из первых выставок одесситы смогли увидеть Мурильо, Рубенса, Рембрандта, Тициана, Гверчино, Гвидо Рени, Сальватора Розу, Клода Лоррена. Выручка от входа на выставки направлялась на закупку картин для коллекции. Иван Айвазовский в знак согласия стать почётным членом Общества и поддержать основание первого художественного учреждения на юге России подарил ему морской пейзаж. К 1887 году в собрании Общества насчитывалось уже 186 картин.
После реорганизации 1895 года в Одесской рисовальной школе было пять рисовальных классов с подразделением на группы: I класс — элементарное рисование с эстампов (преподаватель Л. Иорини, с 1869) и с геометрических фигур (Г. А. Ладыженский, с 1885); II класс — рисование с орнаментов (Л. Иорини); III класс — рисование с гипсовых голов (А. А. Попов, с 1885); IV класс — фигурный (К. К. Костанди, с 1885); V класс — натурный (К. К. Костанди). Кроме общих рисовальных классов, были специальные классы живописи — с мёртвой натуры (Г. Ладыженский) и с живой натуры (К. Костанди).
Как раз в фигурный класс по рисованию и головной по живописи и был переведён Бурлюк. Но не учёбой единой… Общение с новыми друзьями было не менее важным. Гостеприимный и хлебосольный Давид, разумеется, приглашает новых друзей к себе. Позже он вспоминал, как весной 1902 года у него в Золотой Балке гостили Исаак Бродский, Мартыщенко, Орланд, Овсяный: «Моя сестра Людмила, запершись в отдельной комнате, раздевала крестьянских девушек и писала с них этюды в натуральную величину. Загорелые бронзы тел, крепкие “осторожные” ноги деревенских венер. Мы завидовали ей».
Сложившиеся дружеские отношения — в первую очередь с Исааком Бродским — Бурлюк поддерживал и в дальнейшем: «Летом 1906 года у нас работали Бродский, Мартыщенко, Орланд, наезжали Агафонов и Фёдоров. С братом Владимиром трудился Баранов (Россине). <…> Исаак (Бродский. —
В Государственном архиве Одесской области среди дел Одесского художественного училища (фонд 368, опись 1, ед. хранения 216) сохранился фрагмент личного дела Давида Бурлюка, из которого следует, что он, сын мещанина (рядового в запасе) Херсонской губернии, православного вероисповедания, был 1 сентября 1900 года допущен к экзамену в III класс и по результатам экзамена принят в III класс. Учился на «3» и «4», пропустил 17 занятий, был переведен в IV класс и выбыл 24 мая с выдачей удостоверения за № 58.
Есть в воспоминаниях Давида Давидовича и адрес, по которому он жил в Одессе:
«Я жил тогда в Одессе “пыльной”… Поселился в доме номер 9 по Преображенской улице как раз наискосок от школы. <…> Одесса — морской порт: весь город устремляется улицами к Эвксинскому порту. Там я научился любить море».