Школьные успехи Чернышевского были настолько заметными, что обучение сына решено было продолжить в самом престижном учебном заведении Российской империи — столичном университете. Вступительные экзамены Чернышевский сдал на четверки и был зачислен на историко-филологический факультет. Филологом, тем не менее, Чернышевский не стал и в избранном им предмете существенных академических успехов на всем протяжении учебы добиться не сумел. Вместо последовательного и кропотливого изучения сложной науки он довольно скоро увлекся областью знания, во все времена наиболее доступной любому обывателю, — политикой, сблизился с кругом петрашевцев и в двадцать с лишним лет чуть не угодил на каторгу вместе с Достоевским. «Филология наука очень важная, — писал он позже, — но для того, кто хочет ею специально заниматься; человеку, который не намерен сделаться филологом, санскритский язык не принесет ни малейшей пользы. Еще менее пользы приобретет он, научившись отличать большой юс от малого. Странно даже доказывать такие простые истины. Но как же не защищать их, когда модное направление стремится к тому, чтобы вместо сведений о человеке и природе набивать голову юноши теориями придыханий, приставок, корнями и суффиксами». Только неспособностью к систематическому научному труду можно объяснить эту удивительную критику науки со стороны будущего ученого: наивное и безапелляционное противопоставление кропотливой теоретической работы («модного направления») неким общедоступным «сведениям о человеке и природе».
В эти же годы Чернышевский попытался дебютировать как писатель романом «История Жозефины», но опубликовать его так и не смог. Не сумел он напечатать и второе свое беллетристическое сочинение — повесть «Теория и практика», заглавие которой позаимствовано из многозначительного высказывания Аристотеля «Деяние есть живое единство теории и практики».
В 1850 году Чернышевский закончил университет и уехал преподавать в Саратов. Вскоре он женился. Объясняясь со своей невестой, имевшей в местном обществе репутацию «демократки», Чернышевский в общих чертах обрисовал ей свою будущую карьеру: «…я должен с минуты на минуту ждать, что вот явятся жандармы, отвезут меня в Петербург и посадят меня в крепость, бог знает, на сколько времени. (…) У нас будет скоро бунт, а если он будет, я буду непременно участвовать в нем. (…) Меня не испугает ни грязь, ни пьяные мужики с дубьем, ни резня». Все эти напыщенные, стереотипные фразы были Ольге Сократовне, дочери циничного и умелого саратовского врача, откровенно скучны, но Чернышевский планировал продолжать свою карьеру в столице, и невеста согласилась. Вскоре молодожены переехали в Петербург, и Николай Гаврилович стал готовиться к защите магистерской диссертации.
Итогом обучения в университете и непременным условием соискания ученой степени должна была стать полноценная научная работа. Многолетний филологический труд Чернышевского — словарь к Ипатьевской летописи — после академической публикации ни денег, ни известности даже в ученых кругах своему автору не принес. «Словарь твой читал. Труда много, а пользы ни тебе, ни другим от него не видится: стало быть, ты трудишься над этой древностью без пользы для твоего кармана. Лучше б написал какую-нибудь сказочку. А сказочки еще и ныне в моде бонтонного мира…» — со знанием дела писал Чернышевскому отец.
В конце концов Чернышевский отказался защищаться по специальности и в 1853 году за три недели написал диссертацию по теме, предложенной ему еще несколько лет назад одним из профессоров для курсовой работы: «Эстетические отношения искусства к действительности». Почти совершенно лишенная какого бы то ни было научного обоснования («наперекор общей замашке шарлатанить дешевой ученостью» — торопился упредить профессиональное недоумение автор), чуть ли не голословная работа Чернышевского была допущена к защите только два года спустя, после долгих проволочек. Сопровождавшая диссертацию журнальная статья «Критический взгляд на современные эстетические понятия» была признана «недостойной публикации». На самой защите присутствовали по большей части друзья и знакомые испытуемого.
Замечательным по глубине заявлением открывается это сочинение: «Реальное направление мыслей, развиваемых в нем, уже достаточно свидетельствует, что они возникли на почве реальности». Вместо «дешевой учености» диссертация переполнена пространными рассуждениями автора об особенностях телосложения сельских и светских красавиц: «сельская девушка при сытной пище будет довольно плотна», «у светской красавицы должны быть маленькие ушки». Вообще, работа Чернышевского пестрит самыми необыкновенными замечаниями. «Надобно признаться, что наше искусство до сих пор не могло создать ничего подобного даже апельсину или яблоку, не говоря уже о роскошных плодах тропических земель». «Почти всякая женщина в цвете молодости кажется большинству красавицею». «Человеческое тело, лучшая красота на земле, полупрозрачно, и мы в человеке видим не чисто одну только поверхность: сквозь кожу просвечивает тело, и это просвечивание тела придает чрезвычайно много прелести человеческой красоте».
Первоначальный пафос диссертации Чернышевского заключается в более или менее последовательном утверждении вторичности искусства по отношению К действительности. На протяжении многих страниц автор не устает напоминать читателю, что «Гомеровы поэмы бессвязны; Эсхил и Софокл слишком суровы и сухи, у Эсхила, кроме того, недостает драматизма; Эврипид плаксив; Шекспир риторичен и напыщен, художественное построение драм его было бы вполне хорошо, если б их несколько переделать, как и предлагает Гете». Он уверен в том, что «о музыке нечего и говорить: Бетховен слишком непонятен и часто дик; у Моцарта слаба оркестровка; у новых композиторов слишком много шума и трескотни. Безукоризненная опера, по мнению знатоков, одна — „Дон-Жуан“; но знатоки находят его скучным». Чернышевский то и дело противопоставляет «скудный, бледный, мертвый язык поэзии» некоему гипотетическому «языку жизни».