Основательно проникшись духом марксизма, Ульянов стал применять его метод самостоятельно в научных целях. В 1893 году он написал в связи с выходом книги В. Е. Постникова «Южно-русское крестьянское хозяйство» свою первую и, может быть, наиболее важную в научном отношении работу «Новые экономические моменты в жизни крестьян». Позже она стала основой нескольких глав его фундаментального труда «Развитие капитализма в России». Труд Ульянова продемонстрировал его способности к глубокому пониманию экономических явлений, его умение по-настоящему вникать в действительность, а не подменять вновь появившиеся явления партийными формулами. Ульянов читал свою работу в самарском кружке. В то время она не была напечатана. Единственную копию рукописи конфисковала полиция в декабре 1893 года при аресте одного из последователей Ульянова — С. И. Мицкевича. А в августе того же года Ульянов уехал из Самары в Петербург, где стал помощником присяжного поверенного М. Ф. Волкенштейна, адвоката радикальных политических убеждений. Но Ульянов не собирался посвящать себя юридической практике. Он ехал в Петербург, чтобы принять участие в деятельности российского центра марксистского движения.
Приезд Ульянова в Петербург совпал с началом нового периода в социальной и экономической жизни России. Это было время активного роста российской промышленности, который начался еще в 1887 году, но особенно интенсивным стал после 1891 года, когда к власти пришел Витте. Бурному развитию промышленности, естественно, сопутствовало увеличение числа заводских рабочих. Однако условия труда рабочих даже после начала подъема промышленности не улучшились. Вплоть до 1897 года они ничуть не отличались от условий, существовавших в период депрессии 80-х годов. Тяжелый труд и длинный рабочий день постоянно порождали волнения и забастовки, что, в свою очередь, все больше оживляло активность интеллигентских марксистских групп. В среде студенческой молодежи учение Маркса постепенно вытесняло идеи народников. На собраниях научных экономических обществ и нелегальных студенческих сходках шли жаркие споры между марксистами и народниками.
Вскоре после приезда в Петербург Ульянов занял в марксистских кружках выдающееся положение. Он присоединился к группе, существовавшей в Петербурге с 1892 года и впоследствии получившей название «старики». Одним из активных деятелей этого кружка была Надежда Крупская, позже ставшая женой Ульянова. Тесные связи с этой группой поддерживал другой кружок социал-демократов, в котором выделялся молодой Цедербаум (позже известный под революционным псевдонимом Мартов). Обе группы были нелегальными.
В те же годы в Петербурге сформировался кружок так называемых «легальных марксистов». Они придерживались марксистской программы, не прибегая к нелегальной политической деятельности. Восходящими звездами этой группы были два молодых ученых: Петр Струве и Михаил Туган-Барановский. Все марксистские кружки состояли из интеллигентов, главным образом, студентов, молодых юристов, учителей и журналистов. Что касается рабочих, очень немногие поддерживали связь с этими группами. Общее число членов марксистских организаций не было значительным: в Петербурге они исчислялись десятками и сотнями — в губерниях. Во всей России их вряд ли было больше тысячи, и им еще не удалось развернуть пропаганду среди широких народных масс. В стране не сушествовало права на свободу слова и собраний, и, чтобы избежать внимания полиции, приходилось идти окольными путями. Большинство марксистских агитаторов в Петербурге старались достичь своей цели, работая в Комитете грамотности и воcкресных школах. В то время Комитеты грамотности существовали и в Петербурге и в Москве, они были сформированы в помощь народному образованию. Московский комитет имел немногим более четырех сотен членов, Петербургский — около тысячи. Их задачей была публикация книг и рисунков для народа, создание публичных библиотек в деревнях, составление каталогов для провинциальных библиотек и т. п. Средства получались от пожертвований членов, организации платных лекций и проведения специальных сборов. С 1893 по 1895 год Петербургский комитет грамотности собрал на народные библиотеки более 25 тысяч рублей. Руководили комитетами интеллигенты-идеалисты, отдававшие этой работе свое время и энергию, не требуя взамен никакого вознаграждения. Среди них были и народники, и марксисты, и либералы.