В 1863 году, восемнадцатилетним юношей, Ф. А. Теплоухов окончил Пермскую гимназию и по желанию отца поступил в Тарандтскую лесную академию. Пять лет спустя, в 1868 году, академия была окончена. Ф. А. Теплоухов приобрел хорошие знания в области лесоводства, но одних этих знаний было недостаточно; иностранное лесное учебное заведение не давало окончившему права находиться на службе в казенных лесах России, состоять в существовавшем тогда корпусе лесничих. Чтобы получить это право, Ф. А. Теплоухов сразу по возвращении из Германии поступил в Петровскую земледельческую и лесную академию (теперь Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева). Через четыре года, в 1872 году, была окончена и эта академия; Федор Александрович окончил ее со званием кандидата лесоводства.
Годы пребывания Ф. А. Теплоухова в Петровской академии были очень плодотворными в его жизни. Он принял участие в экспедиции профессора-геолога Бернгардта Котты на Алтай; после поездки появились первые печатные работы. Вместе с главным садовником академии Р. И. Шредером, большим энтузиастом декоративного садоводства, Федор Александрович заложил обширный питомник ив. Во время пребывания в академии Ф. А. Теплоухов написал ценную работу о вредителях леса: «Короеды, водящиеся в средней полосе России, и их отношение к лесам»; работа была удостоена золотой медали. Сразу по окончании академии Теплоухов принял активное участие в создании лесного отдела на открывавшейся в Москве Всероссийской политехнической выставке. Лесной отдел оказался интересной выставкой по лесоводству. За хорошую организацию отдела Московское общество испытателей природы присудило Ф. А. Теплоухову большую серебряную медаль.
Профессора академии видели в Ф. А. Теплоухове хорошего организатора, талантливого исследователя. Студент-выпускник Федор Теплоухов получил приглашение остаться в академии для подготовки к профессуре, но, как и отец, был вынужден отказаться от возможности стать работником высшей школы: Ф. А. Теплоухов учился на средства Строгановых, был обязан отправиться к ним на службу. И, скрепя сердце, Федор Александрович это сделал.
Перед отъездом на Урал, в ноябре 1872 года, он был принят хозяином имения — графом С. Г. Строгановым. Как писал позже сам Ф. А. Теплоухов, пожилой высокий, грузный мужчина в генеральской форме любезно встретил его — молодого лесовода, но любезности этой хватило на какие-нибудь десять-пятнадцать минут, пока он осведомлялся о здоровье Александра Ефимовича да спрашивал о политехнической выставке в Москве. А как только граф перешел к делу, лесовод увидел истинное лицо хозяина.
— Ну, теперь вам положить всю эту теорию в вашу портфель, — проговорил он. — Вам ее теперь не нужно. Будете младшим таксатором. Поедете по лесным дачам — обратите особое внимание на Лологскую и Таманскую дачи. Много леса там.
Зашла речь о крестьянах, о самовольных порубках. Граф вскипел:
— Я скоро уничтожу все школы, кроме, конечно, заводских, где они останутся для служителей.
Мысли графа были понятны Федору Александровичу. «Да, хозяин лесным хозяйством не интересуется», — думал он. Лесовод не удивился. Еще до посещения графа он услышал от управляющего Главной конторой: «Вам, собственно, лесоводством придется заниматься мало».
22 января 1873 года Ф. А. Теплоухов приехал в село Ильинское на Обве. Он стал работать помощником главного лесничего, а затем, с конца 1875 года (с 2 декабря), главным лесничим обширного строгановского имения. Мысли его были сосредоточены на одном: несмотря на холодное отношение Строгановых, продолжить дело отца по ведению лесного хозяйства на научной основе.
Ф. А. Теплоухов хорошо понимал, что без квалифицированных помощников ничего не сделать, а подготовка таких работников была давным-давно прекращена. Он основал в Ильинском специальную школу — «лесную чертежную» для переподготовки старых и подготовки новых служащих; для начала было набрано двадцать учеников. Одновременно главный лесничий ввел институт практикантов по лесному хозяйству; все поступавшие на работу в имение специалисты были обязаны пройти специальную практическую подготовку по разработанной им программе. Теплоухов рассчитывал, что хозяева имения поддержат его во всех этих начинаниях. «Ведь эти начинания позволят лучше использовать лесные богатства», — рассуждал он. Иначе смотрели на дело Строгановы, они жили больше текущим днем. Школа, на которую так надеялся главный лесничий, просуществовала только три года.