Som jesuitt fikk han mulighet til å undervise ved ordenens læresteder, og han ble foreleser om thomismen ved Collegium Romanum. Etter at broren ble biskop av Perugia og uttrykkelig sagt at dette var hans vilje, ble Giuseppe professor ved det teologiske seminar der, og han var så i ti år, 1849–1859. Da byen ble inntatt av Piemontes hær i 1860 kalte pave Pius IX ham til Roma med et tilbud om et professorat i teologi. Paven kalte ham også til den pavelige kommisjon som skulle forberede første Vatikankonsil. Det var vanskelig å finne god thomistisk undervisning, og unge akademikere som Joseph Gredt fra andre land søkte seg til Giuseppe Pecci og Tommaso Maria Zigliara. Pecci frasa seg sitt professorat i 1870, som følge av at han ikke ville sverge den antipavelige ed som den nye italienske regjering krevde. Han drev deretter med teologisk forskning.