Время шло, а генерал все не назначал дня свадьбы и уехал в деревню, оставив семью в Петербурге.
Тогда Софа приняла свои меры и за день до отъезда в деревню убежала к Владимиру Онуфриевичу, чтобы окончательно себя скомпрометировать.
Мать приехала за ней, но девушка решительно объявила, что никуда от жениха не уйдет, пока не будет назначен точный день венчания.
Только получив обещание, что свадьба состоится осенью, она согласилась вернуться с родными в Палибино.
Теперь, как бы ни старался генерал, чтобы свадьба расстроилась, сделать он ничего не мог и только изумленно поднимал брови, видя, как жених и невеста часами корпят над изучением учебников математики, физики, физиологии. Софе и Владимиру Онуфриевичу приходилось делать вид, что они влюблены друг в друга. Софа только при родителях проявляла нежность к жениху, а Ковалевский по-настоящему полюбил свою невесту.
Венчание состоялось 15 сентября 1868 года в Палибине.
Через два дня после свадьбы молодые прибыли в Петербург. В тот же вечер они были приглашены на обед к Сеченову. Гостей было немного: доктор Белоголовый и Петр Иванович Боков. Софе было как-то не по себе в обществе таких замечательных людей, и, кроме того, ей казалось, что все присутствующие знают правду о ее браке.
По настоятельной просьбе Марии Александровны Боковой Сеченов согласился допустить Софу на свои лекции и пригласил ее заниматься в своей лаборатории.
Вслед за Сеченовым и Илья Ильич Мечников разрешил ей посещать его лекции. Одновременно Ковалевская продолжала заниматься математикой со Страннолюбским, которого когда-то рекомендовал ей профессор Тыртов. И постепенно приходило понимание, что восторг перед наукой еще не дает знаний, что нельзя разбрасываться, а следует посвятить себя чему-то одному. И поскольку из всех изучаемых предметов только математика вызывала в ней подлинный восторг, только ее она могла изучать часами, не чувствуя усталости, то следовало математикой и ограничиться. Софа писала сестре:
«Я учусь довольно много, но занимаюсь почти теми же предметами, как и в Палибино, т. е. главное математикой. Знаешь ли, несравненная Анюта, я почти решила, что не стану слушать курс медицины, а прямо поступлю на физико-математический факультет. Не правда ли, это будет лучше? Я теперь сама убедилась, что у меня не лежит сердце ни к медицине, ни к практической деятельности. Я только тогда и счастлива, когда погружена в мои созерцания; и если я теперь в мои лучшие годы не займусь исключительно моими любимыми занятиями, то, может быть, упущу время, которое потом никогда не смогу вознаградить. Я убедилась, что энциклопедии не годятся и что одной моей жизни едва ли хватит на то, что я могу сделать на выбранной мною дороге».
