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».
