I 1890 ble Vernadskij foreleser i mineralogi og krystallografi ved Det keiserlige universitetet i Moskva, hvor han avla sin doktorgrad som handlet om glidning i krystallinske stoffer i 1897. Fra 1898 fungerte han som professor ved universitetet, hvor han blant annet underviste i mineralogi. Ingen hadde tidligere undervist i dette faget i Russland. I 1909 fikk han interesse for geokjemi. I perioden som professor bygde han opp et av verdens beste laboratorier for mineralogi. I 1911 sa han opp stillingen som professor for å bli forsker ved det russiske vitenskapsakademiet. I 1917 var han en kort tid professor ved Fakultetet for geologi og mineralogi ved Statsuniversitetet i Moskva. Vernadskij hadde et stort talent som gruppeleder og organisator, med et stort kontaktnett og gode evner for å inspirere andre.