Da han i 1859 reiste tilbake til Berlin, ble han omtalt som en vanskelig og innesluttet person. Han mottok der sin habilitasjon slik at han kunne undervise som «Privatdozent» de følgende tre år. Han fikk da en stilling som professor ved den tekniske høyskolen ETH i Zürich etter Dedekind. Der bygde han opp et nytt institutt i matematikk og naturvitenskap som fikk stor betydning. Han gjorde seg her bemerket både som foreleser og forsker. I 1868 ble han valgt inn som «korresponderende medlem» i det prøyssiske vitenskapsakademiet i Berlin.