После училища, в 1962 году, Нурмухамед на 3 года ушел служить в армию в Подмосковье. Там опять-таки на его судьбу повлиял особый случай. Его сослуживец, рядовой Потапов, заметив, что на досуге туркменский парнишка лепит из глины небольшие фигурки, проникся уважением к таланту. Потапов предложил: «Нурик, хочешь, я тебе создам все условия для твоего творчества, ты только работай!». И в самом деле, ценитель прекрасного, Потапов, нашел неподалеку от воинской части местечко, нанес туда скульптурной глины (где он ее только раздобыл!), создал все условия для творческого процесса. В часы досуга Нурмухамед лепил, а Потапов восхищенно наблюдал за работой. Вскоре в части узнали, что талантливый солдат Атаев производит на свет какие-то удивительные вещи, и вскоре Нурик стал числиться на хорошем счету у командования. Между делом он разузнал о том, что положительно отличившиеся солдаты, находясь на 3-м году службы в армии, могут подавать документы на поступление в ВУЗ. Конечно, он воспользовался такой возможностью, командование снабдило его нужными справками и документами, вручили ему билет на поезд и отправили в Ленинград, поступать в художественный институт им. Репина.
Начался новый, интересный период в его биографии – учеба в знаменитом «Репинском». Нурмухамед стал учиться очень усердно, понимая, что нельзя упускать ни одной минуты драгоценного, без того уже потерянного в армии, времени. Он старался сдавать отлично не только основные предметы, но и второстепенные. Его стремления совершенствоваться и развиваться высоко ценили педагоги, уважали сокурсники. Вскоре портрет Нурмухамеда среди десяти самых лучших студентов Ленинграда появился во Дворце культуры работников просвещения (Юсуповский дворец), а потом и в Академии художеств.
В начале третьего курса ему посчастливилось учиться у знаменитого академика М. К. Аникушина, представителя классической школы, автора памятника А. С. Пушкину на Площади искусств. Михаил Константинович был не только замечательный педагог, но и добрый, отзывчивый человек. Он как никто, понимал студентов, продвигал их интересы, помогал во всем. Нурмухамед стал одним из любимых учеников Аникушина. Академические рисунки Нурмухамеда в качестве иллюстраций были включены в «Пособие по академическому рисунку» для студентов. Свою дипломную работу «Народное восстание» Нурмухамед защитил на отлично и получил направление в Аспирантуру. Академик Аникушин взял его к себе на работу в творческую мастерскую, и в течение трех лет он изучал и перенимал опыт и знания своего учителя.
Чтобы добиться определенного уровня мастерства и техники, Нурмухамед Атаев решил остаться работать в Ленинграде. Он обзавелся собственной мастерской и работал днями и ночами. Часто его приглашали другие скульпторы для коллективных работ над монументами, памятниками, фонтанными скульптурами – он с удовольствием соглашался на все, ведь это была дополнительная практика в копилку его опыта. Его наиболее значимые работы «ленинградского» периода, это портрет Сальвадора Альенде, который получил диплом на Выставке скульптуры республик Средней Азии и Казахстана в 1983 году; 5 скульптур вепсов (представителей малочисленного фино-угорского народа), которые сейчас находятся в краеведческом музее г. Подпорожье. Это памятник Ф. Дзержинскому для г. Ухта (Урал). Но наибольшую известность принесла Нурмухамеду работа над памятником-монументом первостроителям г. Комсомольска-на Амуре: масштабным, трудоемким, но интересным проектом.