В 1828 году Остроградский возвратился на родину с заслуженной репутацией талантливого учёного, но в таком виде, что поначалу был принят за бродягу или карбонария. Вот как его описывает служивший тогда в Дерпте поэт Николай Языков:

«Дней пять тому назад явился ко мне неизвестный русский пешеход от Франкфурта – ему мы тоже помогли: вымыли, обули, одели, покормили и доставили средства кормиться и дорогой до Петербурга. Ему прозвание – Остроградский; он пришел в Дерпт почти голым: возле Франкфурта его обокрали, а он ехал из Парижа, где 7 лет учился математике, – как он говорил, был даже учителем в школе Генриха IV, к брату в Петербург. Что он русский, был долго в Париже и точно так называется как выше сказано – это мы видели из его пропуска, но что он, зачем был там и зачем идет в Петербург – не знаем».

Некоторое время Михаил Васильевич оказался под негласным надзором полиции, но вскоре «сатрапы самодержавия» поняли, что он не их клиент: любит сало и математику, революцией не интересуется.

В Петербурге Остроградский сначала остановился у своего брата Осипа. Чтобы устроиться на службу, он просил отца выслать ему патент на чин коллежского регистратора, выданный ему ранее Полтавской почтовой конторой.

Научная же общественность быстро оценила его заслуги, и в 1830 году Остроградский был избран экстраординарным академиком Петербургской Академии наук, а через год и ординарным.

Так к двадцати девяти годам у него появился не просто диплом, а такое звание, которое большинство его коллег получает лишь в преклонные годы.

С тех пор и почти до самой смерти Остроградский преподавал в военных учебных заведениях российской столицы.

«Остроградский не ограничивался одними учёными работами и едва ли не большую часть своего времени посвящал преподавательской деятельности, чем и объясняется сравнительная малочисленность появившихся в печати его учёных трудов. Вскоре после вступления в члены Петербургской Академии Наук он занял должность профессора в офицерских классах Морского Кадетского Корпуса и в институтах: Корпуса инженеров путей сообщения и Главном Педагогическом, а несколько позже ещё и в двух военных училищах: в Главном Инженерном и в Артиллерийском. Чтение лекций в этих учебных заведениях сделало имя Остроградского, при посредстве его многочисленных слушателей, очень известным в России и при том не только в учёных кругах», – говорится в словаре А. Половцова.

По поводу профессорской деятельности Остроградского академик Осип Сомов пишет:

«При всей пользе, которую доставляли юношеству лекции Остроградского, его отвлекала от научных занятий тяжёлая преподавательская обязанность, сопряжённая с тратою времени, часто без существенной пользы, на экзамены и заседания в разных комиссиях, в которых происходили бесконечные прения, не всегда приводящие к надлежащему результату и нередко о предметах, чуждых науке. Все это было способно только ослабить энергию учёного, поглотить его живую силу, действовать как вредное сопротивление.

Если бы Остроградский не был вынужден искать занятий вне Академии, будучи вполне обеспечен хорошим содержанием, то его математический талант был бы без сомнения плодотворнее. Несмотря, однако, на все это Остроградский с честью совершил свою ученую карьеру и занял высокое место между современными математиками».

Сохранилось множество воспоминаний о том, каким профессором он был. Вот лишь некоторые из них.

Генерал от инфантерии Людвиг Дракке в воспоминаниях о кадетском корпусе писал: «одноглазый и весьма тучный Остроградский, приезжавший в корпус обыкновенно на публичные экзамены и наводивший страх на нас – кадет – в большинстве, плохих математиков».

Академик Алексей Крылов писал: «Мой отец с 1842 г. до 1850 учился в Первом кадетском корпусе, после чего до 1857 г. служил в артиллерии. Он хорошо помнил Остроградского по его посещениям корпуса и присутствию на уроках, причём Остроградский сам спрашивал кадет.

Раз и моему отцу пришлось отвечать Остроградскому. Был урок геометрии. Входит Остроградский, задаёт стоящему у доски кадету ряд вопросов, тот отвечает очень плохо или молчит.

– Кто у вас тут посильнее?

Кадеты отвечают:

– Крылов, ваше превосходительство; он у нас силач.

– Выходи, Крылов, поборемся, – и, встав во весь свой громадный рост, как бы в позу борца, стал задавать вопросы; остался доволен ответами:

– Вижу, ты молодчина: садись, да смотри, учись хорошенько».

«Имея весёлый нрав, он любил нередко пошутить и со своими слушателями, перемежая свои лекции и беседы общими рассуждениями о предметах, не относящихся к избранной теме. Учёным занятиям он предавался порывами, нередко оставляя их на более или менее продолжительное время», – говорится в словаре А. Половцова.

Деятельность академика Остроградского не могла пройти мимо Николая I.

Государь несколько раз инкогнито посещал его лекции и решил пригласить этого яркого малоросса к воспитанию своих сыновей. И Александр II, и все три его брата учились математике у Остроградского. Великий князь Константин Константинович подчёркивал, что и его отец, и его дяди получили у Михаила Васильевича прекрасную математическую подготовку.

Там и произошло знакомство с поэтом Василием Жуковским, а тот, в свою очередь, свёл их с Тарасом Шевченко.

Крепостной Энгельгардтов начал беседу с полтавским помещиком с того, что предложил освободить мужиков. Остроградский обещал «непременно это сделать» и в 1837 году, и двадцатью годами позже. Но выполнил обещание академика не сам ученый, а его ученик Александр II своим манифестом 1861 года.

Однако несмотря на такой «наезд», у них установились тёплые отношения. Шевченко писал в 1858 году:

«От И. Д. Старова поехали мы с Семеном (С. С. Гулак-Артемовский, тенор Императорских театров, автор оперы «Запорожец за Дунаем» – прим, ред.) к М. В. Остроградскому. Великий математик принял меня с распростертыми объятиями как земляка и как надолго отлучившегося куда-то своего семьянина. Спасибо ему. Остроградский с семейством едет на лето в Малороссию, пригласил бы, говорит, и Семена с собою, но боится, что в Полтавской губернии сала не хватит на его продовольствие».

Когда Тарас Григорьевич умирал, Остроградский не отходил от его постели.

Остроградский говорил по-русски с изрядным полтавским акцентом, который сохранялся всю его жизнь. Он был из тех людей, которые почти не усваивают норм произношения другого диалекта или иностранного языка, поскольку не слышат разницы между тем, как говорят они, и как говорит носитель языка. Писал по-французски он хорошо, а говорил хоть и свободно, но, скорее всего, с таким же акцентом, как и по-русски.

Сын Остроградского Виктор в своих воспоминаниях описал один забавный случай. Когда великий математик встретил свою старенькую тетушку, та, услышав его неизменный малороссийский акцент, с досадой заметила: «Ах, Миша, Миша… и чему ты научился в Париже. Ты даже по-русски хорошо не выучился как следует говорить».

Каждое лето из Петербурга Остроградский ездил в свои владения. Сначала сам, потом с женой и детьми. Там он на глазах своих мужиков купался в речке нагишом и распугивал своим видом девок и ребятишек.

К концу жизни он пересмотрел свои атеистические убеждения и увлёкся мистикой. Профессор Николай Жуковский так характеризовал его поздние философские взгляды: «Заимствовав в центре учёного мира свои глубокие познания, М. В. остался по характеру тем же хохлом, каким был его отец. Может быть, влияние французских мыслителей сказалось несколько в его внутреннем миросозерцании, но под конец жизни влияние это сгладилось».

Остроградский обладал крепким здоровьем, редко болел и свободно переносил резкие температурные и климатические перемены. В петербургском климате он не кутался и ходил по лужам без галош. По выражению академика А. Н. Крылова, «крепости организма Михаила Васильевича мог позавидовать сам Тарас Бульба, ибо даже тогдашней септической хирургии и полу знахарской медицине понадобилось четыре месяца, чтобы свести его в могилу».

Лето 1861 г. Остроградский проводил в Полтавской губернии в селе Генераловка и много купался. Во время купания слуга брата заметил на его спине нарыв. Была произведена операция, после которой больной почувствовал некоторое облегчение и начал «рваться в Петербург, о котором твердил постоянно и прежде в самое трудное время», как говорится в записках лечившего академика врача Коляновского. Было решено ехать через Полтаву и Харьков, где можно было получить квалифицированную медицинскую консультацию.

Но до города, где он когда-то учился, академик не доехал. 20 декабря 1861 г. (1 января 1862 г.) Остроградский скончался в Полтаве и был погребён в Пашенном рядом с родителями.