Своего первого преступника Медников выследил в 1882 г. Это был дезертир Сергей Сосин, который жил по фальшивому паспорту у какой-то женщины в Москве. Через месяц Медников разыскал двух революционеров, Анатолия и Ольгу Булановых, проживавших под фамилией Воробьевы. Хотя супругам временно удалось скрыться, переехав на другую квартиру, в конце концов Медников их выследил. Затем, не торопясь с арестом, он установил за ними слежку и «завлек в свои сети» трех преступников. В следующем месяце он «накрыл» известного террориста на его конспиративной квартире — это был некто Юрий Богданович, нелегально проживавший под фамилией Прозоровский. Дальнейшая слежка, установленная Медниковым и двумя другими агентами Московской охранки, привела к раскрытию «целого паспортного бюро» и обнаружению склада оружия.
Используя новые данные, Медников снял комнаты рядом с Надеждой Андреевой и Александрой Орловой, а затем на протяжении двух месяцев следил за всеми их посетителями. Вскоре последовали аресты лиц, обнаруженных таким образом; одним из них был сбежавший из сибирской ссылки Савелий Златопольский, которого Медников случайно узнал на улице. Он весь вечер ходил за ним следом и арестовал на вокзале, когда Златопольский пытался сесть в поезд.
Заслуги Медникова были так велики, что в 1883 г. он получил очень важное задание: за пять месяцев очистить Москву от возможных злоумышленников, которые могли бы сорвать или помешать коронации Александра III. В 1884 г., когда появились первые революционные брошюры Студенческого союза, Медников установил наблюдение за «неблагонадежными лицами» в Москве и очень быстро обнаружил их полиграфическую базу — легальную типографию некоего Янковского. В апреле в типографии произвели обыск и нашли склад нелегальной литературы.
Выполняя следующее задание, Медников снова установил слежку за квартирой, на этот раз потому, что жилец «обратил на себя внимание своею крайнею осторожностью и осмотрительностью». Подозреваемый жил на нелегальном положении, звали его Станиславом Михайловичем. При аресте он пытался оказать сопротивление, бросив Медникову в глаза соду и защищаясь зонтиком от второго агента. Сыщикам удалось скрутить преступника, прежде чем тот успел воспользоваться ножом или выхватить из кармана пистолет.
Позднее в Москве по просьбе начальства Медников организовал школу для сыщиков, а также создал элитарный «летучий отряд», который занимался особо сложными делами. Впоследствии этот отряд был переведен в Петербург и стал называться центральным филерским отрядом. Медников настаивал, чтобы его новые сотрудники имели опыт военной службы, потому что борьба с революционерами может быть жестокой; он требовал от своих подопечных «много самоотвержения, мужества и способностей».
Помимо ума и мужества Медников требовал от своих сыщиков умения не привлекать к себе внимания, оставаться незамеченными. Одежда, голос, манера поведения не должны бросаться в глаза. Взгляд не должен долго задерживаться на одном предмете. Медников учил, что наиболее выразительными являются глаза, поэтому хороший сыщик обязан сразу доложить руководителю о любом визуальном контакте с находящимся под наблюдением, поскольку это могло выдать сыщика. Кроме того, Медников запрещал употребление крепких напитков и полностью соглашался с другими сыщиками, предупреждавшими о вреде «чрезмерной нежности к семье или слабости к женщинам».
Впоследствии опыт Медникова и других специалистов полицейского дела был обобщен в Инструкции начальникам охранных отделений, касающейся их деятельности по организации наружного наблюдения. В инструкции говорилось, что при приеме филеров следует отдавать предпочтение разведчикам, состоявшим в охотничьих командах и имевшим награды за отличную стрельбу. Филеры должны быть «крепкого здоровья, в особенности с крепкими ногами, с хорошим зрением, слухом и памятью, с такой внешностью, которая давала бы ему возможность не выделяться из толпы и устраняла бы запоминание его наблюдаемыми».
Обучающиеся сыщики посещали занятия по теории и тактике сыска, но в основном из них готовили агентов наружного наблюдения. На практических занятиях рассматривались, например, такие вопросы, как «наблюдение из укрытия». Предположим, сыщик ведет наблюдение за домом, изображая извозчика. Как он будет объясняться с любопытным швейцаром? Как откажет потенциальным пассажирам? Он должен сказать, что ждет врача, осматривающего пациента.
Жандармский офицер фон Коттен, занимавший должность начальника Московского, а потом Петербургского охранного отделения, разработал строгую классификацию внешности человека. Для своих филеров он подготовил «таблицы с характерными носами и ушами». Научив агентов правильно описывать внешность наблюдаемых, фон Коттен переходил к одежде и мундирам. «У меня, — вспоминал он, — были изготовлены особые картонные таблицы, на которых были прикреплены отличительные части каждой формы, а именно: значки на фуражках, петлицы, наплечные знаки, пуговицы, а далее на той же таблице были написаны цвета околышей, цвета воротников, брюк и кантов».