Васильевский внимательно ознакомился с сочинением Платонова и целый час посвятил разговору с ним.
«От одного из своих товарищей, – пишет Платонов, – я слышал много лет спустя, что Васильевский не забывал моего задорного реферата и по этой работе составил обо мне доброе мнение… Это было мое первое знакомство с Васильевским, послужившее началом долгих и близких моих отношений с незабвенным учителем».
На третьем курсе Платонов, по установленному тогда обычаю, должен был получить от Бестужева тему для зачетного сочинения по русской истории. Платонов наметил себе вопрос о Земских соборах. В этом выразилось влияние исторического момента. Это была короткая пора реформ Лорис-Меликова.
Бестужев одобрил тему, но, согласно своим педагогическим принципам – предоставлять студентам самостоятельно работать, не дал Платонову никаких библиографических указаний. Платонов тогда обратился к приват-доценту E. Е. Замысловскому, и тот дал Платонову полезные указания литературы и источников. Это очень помогло Платонову в первом фазисе его работы.
В январе 1882 года Платонов подал свое сочинение Бестужеву. Тот довольно долго его читал и потом сказал Платонову, что работа вполне удовлетворяет требованиям кандидатской диссертации. Для полагавшегося же по правилам коллоквиума Бестужев предложил написать другую работу на тему об «Указной книге Поместного приказа».
Платонов был удивлен и оскорблен новыми требованиями Бестужева.
Но вышло так, что весной 1882 года Бестужев тяжело заболел и уехал за границу, сдав своих учеников E. Е. Замысловскому.
Замысловский представил сочинение Платонова о Земских соборах к зачету за кандидатскую работу и оставил Платонова при кафедре русской истории для подготовки к профессорскому званию.
В ноябре 1881 года умер отец Платонова, которого Сергей Федорович очень любил и чтил. На Сергея Федоровича легли нелегкие имущественные заботы. Ему удалось сразу найти заработок – уроки истории в частном женском учебном заведении А. К. Нейгард.
В мае 1881 года однокурсник Платонова граф А. Ф. Гейден, тогда близкий к Владимиру Соловьеву, предложил Платонову примкнуть к новому начинанию – Студенческому научно-литературному обществу. Организатором и главою этого общества сделался профессор Орест Федорович Миллер. Согласно уставу, в общество могли вступать не только студенты, но также и профессора и преподаватели университета. В их числе примкнули к обществу и Платонов и Дьяконов.
По окончании университетского курса Платонов был приглашен на должность лектора новой русской истории в Александровский лицей в Петербурге, а кроме того, преподавал русскую историю в историко-филологическом институте. Это было трудное для него время, так как он должен был готовиться к магистерским экзаменам (после чего получил звание приват-доцента), а затем писать магистерскую диссертацию. Темой ее он выбрал «Древнерусские сказания и повести о Смутном времени XVII века как исторический источник».
В 1888 году он успешно защитил эту диссертацию.
В 1889 году профессор Замысловский безнадежно заболел, и таким образом кафедра русской истории в Петербургском университете освободилась.
Историко-филологический факультет, обсудив вопрос о замещении кафедры, пришел к решению пригласить на нее Платонова. Так как последний имел степень только магистра, а не доктора, то он был избран «исполняющим должность профессора» в качестве полноправного члена факультета со всеми правами и обязанностями.
В процессе своей работы над магистерской диссертацией Платонов досконально изучил всю группу литературных источников о Смуте. Для докторской диссертации он поставил себе задачей всесторонне изучить весь период Смуты – ее причины, ход развития и последствия. Так возникли знаменитые «Очерки по истории Смуты в Московском государстве XVI–XVII веков» (1899; 2-е изд. 1901). Платонов считал этот труд главным достижением своей ученой жизни.
Докторскую диссертацию Платонов защитил в Киеве. В Киевском университете было тогда три доктора русской истории: В. С. Иконников, П. В. Голубовский и Б. В. Антонович – все трое солидные ученые.
До 1896 года Платонов состоял помощником редактора журнала Министерства народного просвещения. Был он также членом ученого комитета этого министерства и управляющим отделением славянской и русской археологии Русского археологического общества.
В самом начале 1917 года Платонов был избран действительным членом Академии наук.
В 1890-х годах широко развернулась преподавательская деятельность Платонова в Петербургском университете – лекции и семинар. В его семинаре получил подготовку ряд будущих крупных историков – С. В. Рождественский, А. Е. Пресняков, И. И. Лаппо, П. Г. Васенко и много других.
Одновременно Платонов читал с большим успехом общий курс русской истории. В 1899 году двое из постоянных слушателей лекций Платонова по своим запискам выпустили курс Платонова литографическим способом. Платонов проверил изложение и авторизовал книгу.
После этого лекции были напечатаны. В 1909 году вышло шестое издание их (исправленное и дополненное), в 1913 году – восьмое.