I april 1862 skulle Académie des Sciences i Paris velge et nytt medlem til avdelingen for geometri. Lamé var da leder for avdelingen, og han ba om at Mathieu måtte bli satt på listen over kandidater til stillingen. Dette ble støttet av Liouville. Mathieu fikk likevel ikke stillingen. På denne tiden hadde han ingen offentlig stilling, han måtte skaffe seg et levebrød som privatlærer og som hjelpelærer ved ulike lycéer. Dette var et anstrengende liv, Mathieu ble alvorlig syk, og han ble i lang tid pleiet av moren.