Son père se remarie avec une jeune femme hostile à son fils. Eugène est alors placé en pension, dans un collège à Moulins, puis il revient à Paris et entre au collège Sainte-Barbe. Il tente ensuite le concours d'entrée à l'École normale et intègre l'établissement en 1846. Lors des journées révolutionnaires de février 1848, il participe avec ses camarades étudiants à l'insurrection du côté des Tuileries. En 1849, il est reçu licencié ès lettres et nommé professeur suppléant en classe de rhétorique à La Roche-sur-Yon. Il se marie la même année. En 1850, il décroche l'agrégation de lettres classiques et est nommé d'abord à Angers, puis Le Mans et enfin Grenoble en 1854. Curieux de mécanique, il construit un piano avec l'aide de ses collègues. Puis, il divorce de sa première épouse. L'année suivante il est nommé à Besançon : là, les méthodes pédagogiques de Véron sont jugées comme inappropriées, par trop originales ; le jeune-homme est un réformiste, ne cache pas ses idéaux républicains, commence à s'intéresser de près aux questions de société, mais aussi à l'art et à l'étude de la Bible, en apprenant l'hébreu. Muté à Colmar, il produit une traduction analytique des psaumes (1856-1857) puis manifeste une véritable hostilité au Second Empire : en 1858, il est sanctionné et mis en disponibilité sans traitement.