Крупную роль играл кружок, действовавший в Михайловском артиллерийском училище и Артиллерийской академии. Жандармское отделение сообщало о связях слушателей училища и академии с революционными кружками и участии их в противоправительственной пропаганде. Однажды Милютину был направлен список из 13 человек, арестованных за тайную пропаганду. Министр, просмотрев этот список, написал:
«…девять воспитанников Михайловского артиллерийского училища, замеченные в деле о противоправительственной пропаганде в народе, принадлежат к выпускникам 1869, 1870, 1871… годов. Можно предположить, что только в последнее время (с 1869 г.) началось какое-нибудь тайное, зловредное влияние на юнкеров Артиллерийского училища».
Мосин закончил училище в 1870 году, но он не был членом какого-либо кружка. Он, глубоко сочувствуя русскому народу, ограничивался либеральными разговорами с приятелями в тесном кругу, а, кроме того, был чрезвычайно увлечен науками. Мосин считал, что его главная цель — стать толковым офицером, настоящим защитником Отечества.
С такими благими намерениями прибыл Сергей Иванович к месту своей военной службы и ретиво взялся за дело.
Его назначили командиром полубатареи. Сергей все время отдавал обучению солдат, при этом руководствовался мнением, высказанным Н. Г. Чернышевским на страницах «Военного сборника»:
«Русский солдат есть сын русского крестьянина, в нем много сметки, врожденной логики, ему расскажи языком, чтобы он разложил умом, и тогда он вовек ничего не забудет… Поэтому надо, чтобы начальники считали солдат себе подобными существами, мыслящими и чувствующими…»
Не удивительно, что расчеты, которыми командовал Сергей Иванович, были самыми слаженными в бригаде, показывали отменно быструю и точную стрельбу. Но, уважая солдат, Мосин никогда не опускался до панибратства, всегда строго выдерживал дистанцию, отделяющую командира от подчиненного.
Поначалу Сергей Иванович с охотой посещал офицерское собрание, быстро сумел завоевать расположение товарищей сдержанным компанейством, хорошим, ровным настроением. Но однообразие развлечений приелось гораздо быстрей, чем Мосин мог предположить. Балы, карты и застолья сменялись в разной последовательности, и только. А Мосина постоянно тянуло к книгам, к уединенной работе. Стали появляться мысли о необходимости продолжить военное образование в академии. Уже на исходе первого года службы Сергей Иванович стал готовиться к вступительным экзаменам.
По истечении двух лет отмеченной успехами строевой службы, Мосин ходатайствовал перед командованием о разрешении на сдачу испытаний в Михайловскую артиллерийскую академию, таковое получил, за счет отличной подготовки набрал высокий средний балл на экзаменах и был зачислен на первый курс технического факультета. В том же году Сергея Ивановича произвели в поручики.
Михайловская артиллерийская академия была учреждена в 1855 году на базе одноименного училища и сначала находилась в ведении Главного управления военно-учебных заведений. Однако в том же году руководство высшим военным образованием сосредоточилось в руках Генерального штаба. В связи с этим все три российские военные академии: Николаевская военная, Николаевская инженерная и Михайловская артиллерийская — составили как бы единую императорскую Военную академию, во главе которой стоял совет под председательством начальника Генерального штаба. На практике же совет этот бездействовал, и в 1863 году академии вернулись под управление Военного министерства. Был значительнo усовершенствован учебный план, из него изъяли общие предметы и оставили главным образом специальные: артиллерию, баллистику, долговременную фортификацию, тактику, военную историю, высшую математику, теоретическую механику, физику, химию, артиллерийское черчение и черчение фортификационных планов. В Положении об артиллерийской академии указывалось, что все, ее оканчивающие, должны быть направляемы «к занятию мест по техническим и учебным частям в артиллерийских заведениях в главном и окружном артиллерийском управлении, в артиллерийском комитете Главного артиллерийского управления и для приема артиллерийских изделий различных заводов».
Первоначально академия рассматривалась как своеобразный военный университет, предназначенный для широкой подготовки артиллерийских инженеров. Именно поэтому Главное артиллерийское управление требовало готовить кадры, «с высшим специальным образованием, преимущественно для занятия мест по техническим и учебным частям в артиллерии».