Оставив учительство, снова преодолев сопротивление родителей, Ефим Васильевич уезжает в Петербург, чтобы целиком отдаться учебе. «Я так поздно пробился на эту дорогу; поэтому, не теряя ни минуты, не отвлекаясь ничем в сторону, нужно только — учиться и учиться, чтобы не опоздать, успеть вовремя выступить: «пропустя лето, в лес по малину не ходят», — читаем в одном из писем к И. Репину.
Он учился рисовать, писать с натуры сначала в Тенишевской мастерской под заведованием И. Репина, потом Д. Щербиновского. Затем был в общих классах Академии художеств, где преподавали профессора Савинский, Ционглинский, Мясоедов, Творожников. Чтобы получить серьезную подготовку для учебы в натурном классе, Репин советует ему поехать в Казань. В натурном классе Казанской художественной школы он занимался у Скорнякова и Игишина, после чего возвращается в Академию художеств в мастерскую Д. Кардовского, которому к тому времени Репин передал преподавание.
Так сам Ефим Васильевич прослеживает годы своего ученичества «на художественном поприще». Они полны тревоги и волнений. Когда студия княгини М. Тенишевой прекратила свое существование, боясь остаться без руководства И. Репина, Е. Честняков писал ему: «У Вас я всегда чувствовал бы себя в курсе дела... Так как идеалы свои и стремления я не могу менять как сапоги, то теперь для меня свет клином сошелся. Все, чем жил, чем горел, угрожает уйти от меня...» Он просит И. Репина принять его в академическую мастерскую хоть частным образом, «хоть временно, хоть на месяц, на испытание, в уголок куда-нибудь». Так велика была тяга к учению, жившая в нем с самого малолетства.
Честняков не завершил учебу в Академии. После Кровавого воскресенья 9 января 1905 года занятия в Академии художеств были прекращены, а чуть позже приказом великого князя она была закрыта. Ефим Честняков вернулся в Шаблово. И лишь один еще раз, в 1913 году, выберется он ненадолго в Петербург, чтобы поучиться у Д. Кардовского в его академической мастерской.
Однако петербургский период многое определил в творчестве художника, в его отношении к искусству, во взглядах. Учеба у известных мастеров, освоение грамоты изобразительного искусства, изучение композиции, анатомии человека, перспективы, техники и технологии живописи — все это помогло становлению его индивидуальности.
Академические работы — обнаженная натура, пейзажи (некоторые — с подписью и оценкой И. Репина), заметки и письма Честнякова — дошедшие до нас свидетельства его упоенности искусством. «Усердие и любовь к искусству все только растет и не вижу границ этому росту: так и должно быть, когда изучаешь предмет глубже, понимаешь его все совершеннее, — читаем в одном из писем И. Репину тех лет. — Моя душа, горевшая искусством с раннего детства и только временно задавленная жизнью, воскресала с каждым днем». Учеба открыла ему многие тайны мастерства, которые раньше он ощущал лишь интуитивно. Теперь он понял, как мало для художника одной живущей в нем интуиции и как важно изучение предмета. «Чтобы любить до упоения, до трепета, до поэзии красоту форм, линий, тонов, мало природного чувства: оно говорит безотчетно, смутно. Изучение раскрывает целый мир наслаждения, недоступный для непосвященных...» Так же, только с опытом, приходит умение мыслить образами, необходимое художнику. «Начинающий думает больше идеями, чем образами... Только опыт показывает ему, что и как можно изображать на картине... Недаром учатся композиции — в ней постоянно избавляются от данных недостатков. Идеи доступны всем, а картины только немногим и после продолжительного ученья. Например, идею о фигуре человека имеет всякий, но изобразить могут немногие».
Немало говорят об отношении Честнякова к занятиям и сохранившиеся отзывы о нем.
«Честняков обладает темпераментом художника, проникнут стремлением к учебе и тому успеху, какой от него ожидается по его способностям, мешает, главным образом, недостаток в материальных средствах. Профессор И. Репин, 7 мая 1902 г., СП, Академия художеств».
Другой отзыв подписан Д. Щербиновским:
«...Успехи Честнякова прекрасны. И. Е. Репин признает в нем талант, вполне заслуживающий поддержки на поприще искусства. Совершенно разделяя мнение профессора, подтверждаю также самое серьезное и деловитое отношение Е. В. Честнякова к занятиям».
Однажды в Куоккала, рассматривая работы Честнякова, И. Репин сказал: «...талантливо. Вы идете своей дорогой, я вас испорчу. У вас способности... вот и продолжайте дальше... кисточкой заканчивайте, как вам самому нравится... Вы уже художник. Это огонь, этого уже ничем не удержишь. Что еще сказать вам? Участвуйте на выставках. Создавайте себе имя, выставляйте на «Мир искусства».