Обладая незаурядными конструкторскими способностями, смекалкой и наблюдательностью, Филипп Пальчиков сравнительно быстро освоил основы корабельной архитектуры, научился читать чертежи и вычерчивать их. Не прошло и года с момента прибытия Пальчикова на Олонецкую верфь, как под руководством Салтыкова он стал строить пакетбот. В последующие три года Пальчиков настолько освоил кораблестроительное дело, что стал очень искусно разрабатывать чертежи катеров, эверсов и прочих малых судов, строил модели некоторых из них. Чертежи и модели были настолько удачными, что их размножали и рассылали в виде эталона на все отечественные верфи.
Неоднократно по указанию Петра Пальчиков выезжал за границу для участия в приобретении для России судов у иностранных судовладельцев, обеспечивал их проводку в отечественные порты, а также занимался наймом кораблестроителей. По поручению Петра Пальчиков бывал также в Архангельске, где он осматривал строившиеся „архангелогородские" корабли и участвовал в проводке их из Белого моря в Балтийское вокруг Скандинавского полуострова. Во время этих переходов Палъчикову часто доводилось бывать в Англии, Голландии и Дании, где он давал заключение по кораблям местных судовладельцев, объявивших об их продаже. Он успел освоить языки народов этих стран и свободно говорил ло-английски, по-голландски и по-датски.
Петр приказал зачислить Пальчикова слушателем только что открывшейся в Санкт-Петербурге Академии морской гвардии. Филипп Пальчиков успешно окончил двухлетний академический курс морских и кораблестроительных наук. Благодаря солидной математической подготовке он быстро овладел навыками использования математических основ при расчете судовых конструкций. Таким образом, Пальчиков стал первым отечественным кораблестроителем, получившим у себя на родине законченное академическое инженерное образование.
Петр был доволен тем, что отныне не только иностранцы, но и русские начали постигать сокровенные тайны кораблестроительной науки. Как первый „корабельный бас" он выдал Пальчикову за своей подписью аттестат о производстве его из учеников 1-го разряда в корабельные подмастерья.
В аттестате царь свидетельствовал о Пальчикове, что он в сем художестве обретался 14 лет и от начала радетельно в оном градус по градусу восходил, к тому же близко двух лет в курсе морском был, да примечания погрешения в плавании, чего для объявляет, что оный достоин быть подмастерьем".
