В программу будущего кадетского корпуса Шувалов внес элементы широкого научного образования. Кадеты должны были изучать не только военные дисциплины — военную экзерцицию (обучение войск), артиллерию, фортификацию, фейерверочное искусство. Французский и немецкий языки, история, география, гидравлика, аэрометрия, архитектура, математическая география, химия, основы экспериментальной физики, натуральная (естественная) история, арифметика, алгебра, геометрия, рисование…
В классе военной науки офицеры должны были получать углубленные знания и обучаться не только ратному делу. Обширная программа подготовки разносторонне образованного, с широким политическим кругозором офицера, должна была дать офицера, способного «рассуждать о настоящих политических делах в Европе и о военных силах других держав».
Проект создания военной академии (офицерского класса при кадетском корпусе) не осуществился, но мысли графа Шувалова легли в основание устройства Артиллерийского и Инженерного шляхетского корпуса (впоследствии 2-го кадетского), основанного в 1762—1763 годах. Пояснительные записки, приложенные к программе и к проекту создания высшей военной школы, историкам дали основание считать, что Ломоносов принял непосредственное участие в их составлении. Об этом авторы «Исторического очерка 2-го кадетского корпуса» прямо заявили при подготовке своего исследования в 1912 году. В программе, представленной графом Шуваловым, к примеру, приводилась мысль о необходимости изучать гражданские и военные подвиги героев древней Греции и Рима, что буквально повторяет мнение Ломоносова, высказанные им в его сочинении «О пользе книг церковных в российском языке». Да и программа общеобразовательных наук отражала стремления ученого к внедрению просвещения.
Впрочем, Ломоносову приходилось и лично участвовать в обучении будущих офицеров, поскольку учащиеся артиллерийской школы регулярно посещали лекции Ломоносова в Академии наук.
В 1755 году под влиянием Ломоносова открывается Московский университет. Университет, а также гимназия при нем стали одним из центров военной науки. В учебный курс в качестве обязательных дисциплин входили военные дисциплины. Это объяснялось, прежде всего, состоянием самой системы образования. Военные предметы еще не выделились в специальные дисциплины. Так артиллерия и фортификация рассматривались как составная часть математики. Даже тактика наряду с астрономией и мореплаванием относилась к прикладной математике по классификации, существовавшей до начала XIX века.
Включение военных наук в университетскую программу диктовалось «классическим» характером преподавания того времени, в соответствии с которым военное обучение с древних времен занимало почетное и более высокое место среди прочих учебных дисциплин. К тому же, получение дворянам высшего образования, должно было обеспечить им быстрый переход из гражданского состояния в офицерский корпус. Поэтому в университете и гимназии не только давались теоретические знания, но и проводилось военное обучение, а в летний период делались смотры университетскому батальону. Студентам из дворян учеба в университете засчитывалась в прохождение военной службы с выслугой чинов.
На вопрос Ломоносову противников образования: «куда-де столько студентов и гимназистов?», он перечисляет, отрасли, где, по его мнению, нужны в России ученые люди. В этом списке первыми названы «Сибирь пространна» и Северный морской путь — «ход Севером». В числе прочих — горное дело, фабрики, торговля, сельское хозяйство, военное дело.
Но не только в качестве педагога и организатора науки проявил Ломоносов себя на военном поприще. Многие приборы, созданные Ломоносовым, находили применение в армии и на флоте. К примеру, им было построено более десятка принципиально новых оптических приборов. Одним из важных изобретений стала «ночезрительная труба», позволявшая в сумерки более отчетливо различать предметы. Он изобретает «катоптрико-диоптрический зажигательный инструмент» — своеобразную солнечную печь, при помощи которой можно было достигать недосягаемых тогда иным способом высоких температур.
В 1759 год ученый пишет «Рассуждения о большой точности морского пути». В этих «Рассуждениях…» ученый описывает ряд новых, изобретенных им приборов для определения долготы и широты. В этой же работе Ломоносов предложил (первым из современников) организовать международную Мореплавательную академию.
