Вскоре после окончания учёбы получил приглашение принять участие в работах по отделке и украшению Исаакиевского собора. Ему было предложено взять на себя исполнение части мозаичных работ. Ввиду этого он, с особого разрешения министра уделов, снова поступил в Академию художеств (1854) внештатным учащимся в только что открытый при ней мозаический класс, продолжая по-прежнему трудиться над украшением Исаакиевского собора. В это время он начал работать над создавшим ему широкую известность не только в России, но и за границей образом Св. Николая Чудотворца, исполненным мозаикой по оригиналу профессора Т. А. фон Неффа и находящимся теперь в главном приделе Исаакиевского собора. За прекрасное выполнение этой работы Академия художеств признала (1861) Щетинина художником-мозаистом и в следующем году послала вышеупомянутый образ на Лондонскую выставку, где художественное жюри присудило за нее Академии большую премию. Точно так же, полного одобрения заслужили работы Щетинина и на Парижской выставке 1867 года. В том же году Академия художеств удостоила Щетинина звания классного художника 2-й степени, а еще через два года — звания академика мозаики и, наконец, в 1880 году признала его почётным вольным общником. Правительство также наградило его труды несколькими орденами и медалями на орденских лентах.