В средней школе Иван Александрович учился в Петербурге. Окончив 2-ю Петербургскую гимназию первым учеником, он пренебрёг полученным им правом поступления в университет и следуя своему влечению и призванию, поступил в 1850 году в Горыгорецкий земледельческий институт, за два года до этого преобразованный в высшее учебное заведение. Иван Александрович окончил институт в 1854 году с выдающимися успехами и был оставлен при институте в качестве младшего помощника управляющего фермой. Одновременно ему было поручено преподавание "Общих понятий о природе" в низшей сельскохозяйственной школе при Горыгорецкой ферме. С этого времени начинается длительная и непрерывная деятельность Ивана Александровича как педагога, научного работника, агронома и общественного деятель в области сельского хозяйства.
В период с 1858 по 1860 гг. Иван Александрович находился в заграничной командировке, главная цель которой преследовала подготовка к профессорскому званию в академии, в ходе которой он посетил множество стран и передовых хозяйств далёкого заграничья. По возвращении из командировки, в октябре 1860 г. Иван Александрович Стебут был назначен младшим профессором Горыгорецкого земледельческого института. В институте И. А. Стебут развил энергичную педагогическую и научно-исследовательскую деятельность. Здесь впервые И. А. Стебут применил в своём преподавании метод собеседования со студентами, который, по свидетельству его учеников, и позднее в Петровской академии привлекал к нему горячие симпатии аудитории. На опытном поле института он начал и свою научную работу, охватившую в дальнейшем все важнейшие вопросы земледелия второй половины девятнадцатого века.
Вернувшись в Россию, Тимирязев защитил магистерскую диссертацию ("Спектральный анализ хлорофилла", 1871) и был назначен профессором Петровской сельскохозяйственной академии в Москве. Здесь он читал лекции по всем отделам ботаники, пока не был оставлен за штатом ввиду закрытия академии (в 1892 году). В 1875 году Тимирязев получил степень доктора ботаники за сочинение "Об усвоении света растением". В 1877 году был приглашен в Московский университет на кафедру анатомии и физиологии растений. Читал также лекции на женских "коллективных курсах" в Москве. Кроме того, Тимирязев был председателем ботанического отделения Общества любителей естествознания при Московском университете.
Пятьдесят пятая запись в дневнике ЕИВ Николая второго.
Я как-то ещё в начале карьеры на блокнот грешил, теперь снова ворчу, только уже не на него, а на себя, точнее на свою внимательность. Когда с Валуевым решали, как проблему зернового голода обойти я тогда урожайности смотрел. Значения мне ничего сначала показались, 50-70 с десятины. Только потом, как-то уже в дороге ещё раз глянул, только уже не на цифры, а на обозначение и увидел, что оно в пудах прописано! Разделите ка теперь. Что получится? Вот-вот 9.4-11.3 центнера. Десятина, это всё равно, что гектар, я, когда считаю, даже не перевожу. Я не специалист, но в памяти, крепко сидели цифры средней урожайности в 35-40 центнеров, и я собираюсь их достичь. Теоретически я знал только двух человек, которые помочь могли Мичурина и Вавилова их и вы знаете, но один садоводством больше занимался, а второй не родился ещё.
Несколько дней копировал и читал документы по генетике и селекции, потом понял, что не моё это дело. От одних названий да ещё латынью писанных, паморочки начинаются. Тут склонность к этому делу нужна и подготовка серьёзная. Снова к блокноту кинулся. Он безотказно выдал мне по моим запросам несколько фамилий. Написали всем письма приглашения на моих персональных бланках, я на них расписался, теперь жду гостей. Пока ожидали, собственная ЕИВ типография печатала труды Николая Ивановича Вавилова! Сделали красивые и очень прочные переплёты, золотые обрезы, вот только даты не везде поставили. (Да и тираж скромный, всего сто экземпляров).