1861年入俄罗斯音乐协会的音乐班学习。

1862年在音乐学习班的基础上成立了俄国第1所高等音乐学校──圣彼得堡音乐学院（列宁格勒音乐学院），柴科夫斯基成为该校第1批学生，在Н.И.扎连芭指导下学习和声与复调，在А.Г.鲁宾斯坦的指导下学习配器和作曲。由于司法部的职务与学习音乐之间的矛盾，柴科夫斯基几经考虑，于1863年毅然辞去司法部的工作而完全献身于音乐事业。1865年，柴科夫斯基以优异成绩毕业于圣彼得堡音乐学院，毕业作品为康塔塔《欢乐颂》（J.C.F.席勒诗），获得银牌奖。同年应Н.Г.鲁宾斯坦之邀，柴科夫斯基来到莫斯科，任教于新成立的莫斯科音乐学院，并开始了紧张的创作活动。约10年时间，柴科夫斯基写下了许多早期名作，其中包括3部交响曲钢琴协奏曲、歌剧、舞剧、管弦乐序曲、室内重奏等。由于教学任务繁重，柴科夫斯基为自己不能以全部精力投入创作而苦恼。但为了经济来源，他又不得不继续担任教学工作。1877年7月柴科夫斯基和А.И.米柳科娃结婚。这是一个不幸的婚姻（米柳科娃以自杀威胁），柴科夫斯基为此极为痛苦，想自杀跳河却未能成功，不久即离异。创作与教学工作的矛盾和婚姻带来的不幸，使柴科夫斯基精神负担沉重。1876年，柴科夫斯基与梅克夫人建立了通讯友谊，这给柴科夫斯基以极大的精神安慰。梅克夫人是一位颇有文化教养的富孀，非常喜爱柴科夫斯基的作品。两人在频繁的通信中建立了深厚的友谊。梅克夫人从1877年开始，每年给予柴科夫斯基以优厚的经济资助，使柴科夫斯基有可能辞去音乐学院的教职，把自己的全部精力投入创作。从1877年到他去世的10多年间，是柴科夫斯基在创作上获得辉煌成就的时期。他的第4、第5、第6交响曲以及标题交响曲《曼弗雷德》，歌剧《叶甫盖尼·奥涅金》、《玛捷帕》、《黑桃皇后》、《伊奥兰特》，舞剧《睡美人》、《胡桃夹子》、《天鹅湖》以及《小提琴协奏曲》、《意大利随想曲》、《1812序曲》以及许多浪漫曲等，都是这一时期的名作。