Уже в феврале 1851 года, после защиты диссертации, физико-математический факультет возбудил ходатайство об избрании молодого магистра в адъюнкты по кафедре химии. Мотивировалось это ходатайство не только необходимостью для профессора Клауса иметь помощника по преподаванию химии, но и выдающимися достоинствами рекомендуемого кандидата как с научной, так и с педагогической стороны.

Избрание Бутлерова в адъюнкты состоялось в совете университета 14 марта 1851 года 21 голосом против 3, а 14 июля того же года Бутлеров был утвержден в этой должности.

Вспоминая об этом времени, Бутлеров говорит скромно:

«В 1849 году я окончил курс, а в 1851 приобрел степень магистра и был назначен адъюнкт-профессором, но по своему научному развитию оставался все-таки не более как хорошим учеником, владеющим недурно фактами, но совершенно еще лишенным научной самостоятельности и критического отношения к предмету. А между тем уже в начале 1852 года и Клаус оставил Казань для Дерпта, и на меня легло полностью преподавание в Казани».

Но этот хороший ученик оказался блестящим учителем.

С осеннего семестра 1851 года двадцатитрехлетний адъюнкт начал регулярно читать лекции студентам камерального отделения, естественникам и медикам.

Все той же дорогой, мимо красного кирпичного дома с аптекой, где не так давно стоял закопченный трактир, по немощеной Петропавловской улице, потом глухими переулками, чтобы сократить путь, поднимался он вверх на Воскресенскую и выходил к классическому ансамблю университетского городка. Но теперь он проходил в здание химической лаборатории уже не так беззаботно, как прежде. Входя в вестибюль, отвечая на поклон важного швейцара, он проходил в свой кабинет, не имея сил подавить свое волнение.

Направляясь к дверям гудящей аудитории, Александр Михайлович прибавлял шаг, так как знал, что перестанет волноваться, когда встанет на кафедру и произнесет традиционное обращение:

— Милостивые государи! Сегодня я намерен изложить вам…

Уже на первых своих лекциях Александр Михайлович понял, что вдохновение не выдумка поэтов, а нечто действительно существующее. Только этим особенным состоянием и мог объяснить он то, что происходило с ним на кафедре, перед рядами обращенных к нему внимательных лиц. Спокойно взглянув на приготовленный конспект лекции, он внезапна приходил к выводу, что конспект никуда не годится и всю лекцию надо перестраивать. Не медля ни секунды, он невероятно быстро перестраивал лекцию и часто начинал ее с того, чем собирался закончить.

Но тут же выяснялось, что и факты, подобранные его памятью в то время, когда он готовился к лекции, не исчерпывают вопроса, что есть другие, которые вспомнились так же неожиданно, и они-то именно должны увлечь аудиторию.

«Как же это я мог упустить…» — успевал еще подумать Бутлеров, подбирая в то же время нужные слова для фактов, для выводов, для заключения. Речь его не прерывалась ни на одну минуту: со стороны трудно было представить, какую колоссальную работу проделывает в своем уме этот спокойный молодой человек, так приветливо оглядывающий притихшую аудиторию.

Закончив лекцию, Александр Михайлович не спешил в профессорскую, как другие профессора. Ему не хотелось расставаться с этими внимательными лицами, он любил, когда его окружали студенты и задавали вопросы. Он отвечал охотно, с тем дружелюбием, которое так шло к нему, но студенты, разговаривая с ним, все-таки не решались непринужденно заложить руки за спину или сунуть их в карманы.

Известный писатель П. Д. Боборыкин, один из первых слушателей Бутлерова, вспоминает:

«В 1853 году, в самом начале осеннего полугодия, в полукруглую аудиторию, где читалась химия, собрались студенты медики, естественники и камералисты Казанского университета. Из кабинета вышел очень молодой профессор, с легкой поступью и живыми манерами и заговорил таким ясным, отчетливым языком, какого никто из нас, учеников гимназии, никогда не слышал… Бутлеров уже тогда владел и речью, и способностью к наглядному преподаванию в совершенстве. Для многих из нас он представлялся чем-то совершенно выделявшимся из профессорской братии и по внешнему виду своему, и по манере держать себя, и по голосу, помимо уже чисто умственных качеств. Его появление в аудитории внесло с собою нечто оживляющее, точно праздничное, чрезвычайно интересное само по себе…»

По свидетельству всех слышавших лекции Бутлерова, он был необыкновенно талантливым педагогом. Ясность и образность изложения, стройная логическая последовательность его лекций приводили аудиторию в восторг. Ученики Бутлерова впоследствии утверждали; что другого подобного лектора они никогда не встречали. Как руководитель молодых ученых. Бутлеров был терпеливым и снисходительным. При своих обширных познаниях, а может быть, и благодаря им, он понимал, как трудно дается овладение наукой, и очаровывал всех мягким и деликатным отношением к ошибкам и скороспелым выводам учеников.

Этими личными качествами в сочетании с огромными знаниями и удивительным лекторским талантом в значительной мере объясняется то, что впоследствии он создал такую большую школу. Значительная часть наших современных академиков и профессоров химии были и остаются еще до наших дней если не учениками самого Бутлерова, то учениками его учеников. Это бутлеровское влияние чувствуется и до настоящего времени во многих русских лабораториях и аудиториях.

Насколько глубоким и длительным оказалось влияние Бутлерова на его учеников, можно видеть из биографии того же Боборыкина, который оставил юридический факультет и занялся химией исключительно под влиянием Бутлерова.