Крымская война (1853–1856 гг.) показала недостаток в войсках грамотных офицеров, особенно среди командиров (командующих) высшего звена управления. А. Д. Милютин предложил выпускников академии назначать не только на штабные, но и на командные должности. Изменилось и отношение к военной науке, важнейшим центром которой в то время была Николаевская академия Генерального штаба. В ее стенах от простого изучения уже прошедших войн перешли к анализу отдельных операций и боев, были сделаны первые попытки научного прогнозирования войн будущего.

Создавалась отечественная научная база. С конца 50-х до первой половины 70-х годов профессорско-преподавательским составом и выпускниками академии было разработано и издано большое количество научных трудов. Особую ценность представляли научные труды профессоров В. М. Аничкова, М. И. Богдановича, Г. А. Леера, А. А. Непокойчицкого, М. И. Драгомирова, Н. В. Левицкого, Н. Н. Обручева, И. М. Зайцева, А. И. Макшеева, А. Е. Станкевича и других.

В ноябре 1862 года начальником академии был назначен генерал-майор А. Н. Леонтьев. Новый начальник не имел особых военных заслуг, но отличался большой работоспособностью, выдержкой и тактом. Он пользовался большим уважением в столичных военных кругах. Благодаря этому А. Н. Леонтьеву и его помощникам для академии удалось сделать многое. В частности, был улучшен подбор абитуриентов и созданы условия для их подготовки к вступительным экзаменам. Леонтьев добился того, что начиная с 1863 года в академию могли поступать только офицеры, прослужившие в войсках не менее четырех лет. При этом время пребывания в отпусках, прохождения службы в должности личных адъютантов и в других нестроевых должностях в срок строевой выслуги не входило. Зато преимущество отдавалось офицерам, имевшим боевой опыт и награжденным орденами.

М. Д. Скобелев и рассчитывал на это обстоятельство, когда по инстанции подавал рапорт о своем желании поступить в Николаевскую академию Генерального штаба в 1866 году. Рассматривался этот рапорт несколькими начальниками, и при отборе учитывались самые различные факторы. Но рапорт Скобелева ни у кого из них не вызвал возражений – сыграли свою роль «генеральская» фамилия и орден, полученный за бои в Польше.

С начала 60-х годов для подготовки к вступительным экзаменам абитуриентам, отобранным для поступления в академию, предоставляли четырехмесячный отпуск. Перед отпуском им вручалась программа приемных экзаменов, заблаговременно утвержденная военным министром, которая рассылалась в штабы военных округов и непосредственно в части. Получив эту программу и взяв отпуск, Михаил Дмитриевич основательно засел за учебники.

Вступительные экзамены принимались специальной комиссией, в состав которой входили не только начальник и преподаватели академии, но и представители Главного штаба. Отбор был очень строгим: в академию принимались лица, которые по итогам всех экзаменов набрали средний балл не менее 8 баллов при 12-балльной системе выставления оценок. Скобелев выдержал вступительные экзамены со средним баллом 9,4 и был зачислен слушателем первого курса этого высшего военно-учебного заведения.

В то время академия еще не имела собственного здания, а размещалась в большом служебном помещении, находившемся на Английской набережной, занимая всего девять комнат на его втором этаже. В двух комнатах размещались аудитории слушателей первого и второго курсов, третья, расположенная в самом центре фасада здания, предназначалась под конференц-зал. Остальные комнаты предназначались для кабинета директора академии, под хранилище карт и планов, под склад учебных моделей, две комнаты под библиотеку и одна комната для дежурного офицера.

Программа академии была рассчитана на два года. За это время слушатели должны были пройти подготовку по 15 дисциплинам. Важнейшими из них считались: тактика, стратегия, военная история, военная геодезия, военная статистика, военная администрация и военная литература. Вспомогательными дисциплинами являлись: артиллерия, фортификация, обязанности офицера Генерального штаба, военная география, законоведение, политическая история, черчение, иностранный язык.

Тактику, стратегию и военную историю изучали на основе различных, ранее проведенных операций, преимущественно зарубежных. Их изучали подробно, уделяя внимание тому, кто, как и куда ходил. Также на зазубривание были рассчитаны и другие предметы. Поэтому изучение всех дисциплин требовало от слушателей огромных усилий, постоянного напряжения памяти и, главное, большой усидчивости и времени.

Положение офицеров, обучавшихся в академии, было крайне тяжелым, а сама обстановка в академии – очень строгой. Учебный день начинался в 9 часов утра, а в дни строевых учений – на час раньше. По пути в классы ежедневно офицеры проходили через комнату дежурного, где в списках отмечали свое прибытие. Попутно строго проверялся их внешний вид. Первая десятиминутная перемена назначалась после двух первых лекций. После второй пары лекций следовала большая (получасовая) перемена, во время которой можно было сходить на соседнюю улицу в кондитерскую и немного перекусить. Последняя лекция была самой тяжелой для восприятия, особенно в зимнюю пору, когда рано наступали сумерки, а освещение для классных комнат не полагалось. Даже по вечерам залы академии не освещались, и если кто-либо хотел заниматься в это время, то должен был предварительно спросить разрешения и обзавестись собственными свечами. В конце учебного года слушатели подвергались экзаменам по всем дисциплинам. Получившие неудовлетворительные оценки немедленно отчислялись из академии и направлялись обратно в свои части. Остальные переводились на старший курс.

Тяжелым было материальное положение слушателей академии. Во время учебы они получали жалованье по чину и добавочно 150 рублей. Даже с учетом этой надбавки годичный оклад прапорщика составлял 238 руб. 80 коп., подпоручика 282 руб. 75 коп., поручика 307 руб. 50 коп. серебром, что по ценам того времени было очень немного. К тому же выдавались эти деньги всего три раза в год, и было очень сложно спланировать все текущие расходы на четыре месяца жизни в столице. Правда, последнее Скобелева практически не касалось, так как мать внимательно следила за тем, чтобы ее Миша ни в чем не нуждался.

Во время учебы в академии М. Д. Скобелев с трудом подходил под общую мерку. Существовало как бы два Скобелева: один – сама скромность и непритязательность. Жесткая кровать, образок Богородицы в изголовье, подсвечник, множество книг, рояль, на котором он изредка играл, – вот и все, что имелось в его холостяцкой квартире. Другой – безудержное буйство, всевозможные проделки, шумные офицерские пирушки с обильными возлияниями и похождениями, иногда с драматическими финалами, которые доставляли немало хлопот родным. Не раз кому-то из его именитых родственников приходилось приезжать в академию для того, чтобы от ее начальника добиться прощения для поручика Скобелева, оказавшегося замешанным в очередном скандале.

Учился Скобелев без особого рвения, хоть и не плохо. Поэтому начальство и преподаватели считали его способным, но ленивым. В одно время в профессорской даже высказывалось мнение о его исключении, поскольку он «совсем бросил ходить на лекции, а рапорта о болезни не присылает, да и гуляет по городу. Просто невозможный шалопай». Но авторитет родни Скобелевых и на этот раз сыграл свою роль, и «шалопай-поручик» не был исключен из академии.