В 1879 году окончил университет со званием кандидата историко-филологического факультета. Преподавал латынь и греческий язык в частной гимназии Ф. Ф. Бычкова. Студентом третьего курса страстно влюбился в Надежду Валентиновну Хмара-Барщевскую. Несмотря на ответное чувство, осторожная тридцатишестилетняя вдова, мать двоих сыновей, не спешила становиться женой студента, который был на целых четырнадцать лет моложе ее. Они поженились только после того как Анненский закончил университет. Чтобы содержать семью (появился сын), Анненский, кроме уроков в гимназии, начал преподавать в Павловском институте, читал лекции на Высших женских (Бестужевских) курсах. В 1891 году его перевели в Киев на пост директора «Коллегии Павла Балагана» — частного учебного заведения, учрежденного супругами Галаганами в память об их рано умершем сыне. Там, в Киеве, Анненский начал переводить трагедии любимого им Еврипида, давая к каждой подробный комментарий, и за несколько лет перевел все семнадцать дошедших до нас трагедий.
По возвращении в Петербург был назначен директором 8-й мужской гимназии, находившейся на 9-й линии Васильевского острова, но вскоре его перевели в Царское Село — директором Николаевской мужской гимназии.
«Время от времени, — вспоминал искусствовед H. Н. Пунин, — мы видели директора в гимназических коридорах; он появлялся там редко и всегда необыкновенно торжественно. Открывалась большая белая дверь в конце коридора первого этажа, где помещались старшие классы, и оттуда сперва выходил лакей Аре-фа, распахивая дверь, а за ним Анненский; он шел очень прямой и как бы скованный какой-то странной неподвижностью своего тела, в вицмундире, с черным пластроном вместо галстуха; его подбородок уходил в высокий, крепко-накрепко накрахмаленный, с отогнутыми углами воротничок; по обеим сторонам лба спадали слегка седеющие пряди волос, и они качались на ходу; широкие брюки болтались вокруг мягких, почти бесшумно ступавших штиблет; его холодные и вместе с тем добрые глаза словно не замечали расступавшихся перед ним гимназистов, и, слегка кивая головой на их поклоны, он торжественно проходил по коридору, как бы стягивая за собой пространство».
В 1901 году Анненский выпустил в свет трагедию «Меланиппа-философ», в 1902 — «Царь Иксион», а в 1906 году — «Лаодамию». А за два года до выхода «Лаодамии» появилась (под псевдонимом «Ник. Т-о») книжка стихов «Тихие песни». Правда, кроме Валерия Брюсова и Александра Блока, практически никто поэта, укрывшегося под странным псевдонимом, не заметил. Это позволило Анненскому в письме к А. В. Бородиной скромно заметить: «Нисколько не смущаюсь тем, что работаю исключительно для будущего».
В 1906 году Анненского назначили инспектором Петербургского учебного округа.
В этот период тесная дружба связывала его с женой старшего пасынка — Ольгой Петровной Хмара-Барщевской, которой, между прочим, посвящены вот эти стихи: «Меж теней погасли солнца пятна На песке в загрезившем саду. Все в тебе так сладко-непонятно, Но твое запомнил я: „Приду“… Черный дым, но ты воздушней дыма, Ты нежней пушинок у листа, Я не знаю, кем, но ты любима, Я не знаю, чья ты, но мечта… За тобой в пустынные покои Не сойдут алмазные огни, Для тебя душистые левкои Здесь ковром раскинулись одни… Эту ночь я помню в давней грезе, Но не я томился и желал: Сквозь фонарь, забытый на березе, Теплый воск и плакал и пылал…»
Через восемь лет после смерти поэта Ольга Петровна написала близкому ей человеку: «Вы спрашиваете, любила ли я Иннокентия Федоровича? Господи! Конечно, любила, люблю. И любовь моя „plus fort la mort“. Была ли я его „женой“? Увы, нет! Видите, я искренне говорю „увы“ потому что не горжусь этим ни мгновения: той связи, которой покровительствует „Змея-Ангел“ между нами не было. И не потому, что я греха боялась, или не решалась, или не хотела, или баюкала себя лживыми уверениями, что „можно любить двумя половинами сердца“ — нет, тысячу раз нет! Поймите, родной, он того не хотел, хотя, может быть, настояще любил только одну меня… Но он не мог переступить… Его убивала мысль: „Что же я? Прежде отнял мать (у пасынка), а потом возьму жену? Куда же я от своей совести спрячусь?..“»
В 1906 году в товариществе «Просвещение» вышел том трагедий Еврипида, переведенных Анненским. Отдельной книгой были напечатаны статьи о русских писателях XIX века «Книга отражений». Вполне разделяя взгляды символистов, Анненский утверждал: «В поэзии есть только относительности, только приближения, потому никакой, кроме символической, она не была, да и быть не может».
Тогда же Анненский закончил «Вакхическую драму» «Фамира-кифарэд».
«Лет шесть назад, — писал он Бородиной, — я задумал трагедию. Не помню, говорил ли я Вам ее заглавие. Мысль забывалась мною, затиралась другими планами, поэмами, статьями, событиями, потом опять вспыхивала. В марте я бесповоротно решил или написать своего „Фамиру“ к августу, или уже отказаться навсегда от этой задачи, которая казалась мне то непосильной, то просто нестоящей. Меня что-то давно влекло к этой теме. Между тем в этом году, весной, мой старый ученик написал на этот миф прелестную сказку под названием „Фамиры“? Он мне ее посвятил. Еще года полтора тому назад Кондратьев говорил мне об этом намерении, причем я сказал ему, что и у меня в голове набросан план „Фамиры“ — но совсем в ином роде — трагическом. И вот теперь уже состоялось чтение».
Сборник стихов «Кипарисовый ларец» вышел уже после смерти поэта.
Книга эта произвела чрезвычайно сильное впечатление на современников.
«То было на Валлен-Коски. Шел дождик из дымных туч, И желтые мокрые доски сбегали с печальных круч… Мы с ночи холодной зевали, И слезы просились из глаз; В утеху нам куклу бросали В то утро в четвертый раз… Разбухшая кукла ныряла Послушно в седой водопад, И долго кружилась сначала, Все будто рвалась назад… Но даром лизала пена Суставы прижатых рук, — Спасенье ее неизменно Для новых и новых мук… Гляди, уж поток бурливый Желтеет, покорен и вял; Чухонец-то был справедливый, За дело полтину взял… И вот уж кукла на камне, И дальше идет река. Комедия эта была мне В то серое утро тяжка… Бывает такое небо, Такая игра лучей, Что сердцу обида куклы Обиды своей жалчей… Как листья тогда мы чутки: Нам камень седой, ожив, Стал другом, а голос друга, Как детская скрипка, фальшив… И в сердце сознанье глубоко, Что с ним родился только страх, Что в мире оно одиноко, Как старая кукла в волнах…»
В 1909 году вышла «Вторая книга отражений». В марте того же года в Царское Село к Иннокентию Федоровичу Анненскому приехали художественный критик С. К. Маковский и поэт Максимилиан Волошин. Они уговорили поэта сотрудничать в новом ежемесячном литературно-художественном журнале «Аполлон».
«Высокий, сухой, — вспоминал Анненского Маковский, — он держался необыкновенно прямо (точно „аршин проглотил“). Прямизна зависела отчасти от недостатка шейных позвонков, не позволявшего ему свободно вращать головой. Будто привязанная к шее, голова не сгибалась, и это сказывалось в движениях и в манере ходить прямо и твердо, садиться навытяжку, поджав ноги, и оборачиваться к собеседнику всем корпусом, что на людей, мало его знавших, производило впечатление какой-то начальнической позы. Черты лица и весь бытовой облик подчеркивали этот недостаток гибкости. Он постоянно носил сюртук, черный шелковый галстук был завязан по старомодному широким, двойным, „дипломатическим“ бантом. Очень высокие воротнички подпирали подбородок с намеком на колючую бороду, и усы были подстриженные, жесткие, прямо торчавшие над припухлым, капризным ртом. С некоторой надменностью заострялся прямой, хотя и по-русски неправильный нос, глубоко сидевшие глаза стального цвета смотрели пристально, не меняя направления, на прекрасно очерченный прямой лоб свисала густая прядь темных волос с проседью. Вид бодрый, подтянутый. Но неестественный румянец и одутловатость щек (признак сердечной болезни) придавали лицу оттенок старческой усталости — минутами, несмотря на моложавость и даже молодцеватость фигуры, он казался гораздо дряхлее своих пятидесяти пяти лет…»