Не менее известные ученые преподавали и на других факультетах. Среди них были ботаник Климент Аркадьевич Тимирязев, химики Николай Дмитриевич Зелинский и Иван Алексеевич Каблуков, минералог Владимир Иванович Вернадский, кристаллограф Георгий Викторович Вульф, геолог и палеонтолог Алексей Петрович Павлов, географ, антрополог, этнограф и археолог Дмитрий Николаевич Анучин и другие. Лекции выдающихся ученых оставляли глубокий след в сознании студентов, прививали любовь к науке, способствовали быстрому развитию самостоятельных научных интересов.
«Сентябрь 1909 года, первая услышанная мною лекция Лебедева, — вспоминал Сергей Иванович Вавилов. — Она была совсем не похожа на прочие университетские лекции, которые мы, первокурсники, жадно слушали, бегая по разным факультетам. Это были слова только ученого, а не профессора, и содержание лекции было необыкновенным. Лебедев обращался к аудитории как к возможным будущим ученым и рассказывал о том, что́ нужно для того, чтобы сделаться физиком-исследователем. Это оказывалось совсем не легким делом, но в заключение следовали обнадеживающие слова: «Плох тот казак, который не хочет быть атаманом». Образ физика-ученого и уроки первой лекции запечатлелись на всю жизнь».
Сергей много и упорно работал над освоением специальных предметов. Он прилежно посещал лекции Александра Ивановича Некрасова по теории звука, Петра Петровича Лазарева по электронной теории и многие другие. Юноша активно включился в общественную жизнь. Через несколько месяцев после зачисления в университет он был назначен распорядителем физической секции открывшегося в Москве 12-го Всероссийского съезда русских естествоиспытателей и врачей.
Съезд этот был огромным событием в культурной жизни России. Он проходил с 28 декабря 1909 по 6 января 1910 года под руководством академиков Дмитрия Николаевича Анучина, Ивана Петровича Павлова и профессора Петербургского университета Ивана Ивановича Боргмана. Заседания проводились в аудиториях университета, Высшего технического училища и других учебных заведений Москвы. В работе съезда приняло участие более пяти тысяч трехсот человек, было сделано свыше семисот докладов. Для участников были организованы показы опытов, выставки, осмотр общественных учреждений. На физической секции Петр Николаевич Лебедев представил ряд блестящих демонстраций и физических явлений, в частности воспроизвел опыты Александра Григорьевича Столетова по фотоэффекту.
Здесь Сергей Вавилов увидел и услышал виднейших ученых России Алексея Николаевича Крылова, Дмитрия Аполлинариевича Рожанского, Абрама Федоровича Иоффе и других. Особенно большой успех выпал на долю Петра Николаевича Лебедева. Вавилов так вспоминал об этом: «Январь 1910 года, XII съезд естествоиспытателей и врачей, вечернее заседание физической секции, на повестке дня доклад П. Н. Лебедева «О световом давлении на газы». Никогда не приходилось видеть более напряженной аудитории, внимавшей каждому слову сообщения о неслыханном по трудности опыте, никогда позднее я не слышал таких аплодисментов после сухого, специального научного доклада, как в тот вечер. Это был подлинный, заслуженный триумф великого физика-экспериментатора, осуществившего опыт, бывший едва ли по силе кому-нибудь другому на свете».
Сергею Ивановичу посчастливилось познакомиться и начать работать с Петром Николаевичем, когда тот был в зените славы. Однако годы великого ученого были уже сочтены — ему оставалось жить около двух с половиной лет.
В биографиях ученых было много общего. Лебедев тоже был москвичом и тоже происходил из купеческой среды — он родился в 1866 году в Москве в культурной купеческой семье. Аттестат частного реального училища также не давал ему права поступления в университет, и он стал студентом Московского высшего технического училища (ныне МВТУ имени Н. Э. Баумана). Уже в те годы Лебедев писал, что чувствует призвание «быть исследователем или открывателем». В 1887 году он едет во Францию, в Страсбургский университет изучать физику. Там он создал теорию кометных хвостов, доказывая, что их отклонение вызвано световым давлением.
В 1891 году П. Н. Лебедев защитил диссертацию «Об изменении диэлектрических постоянных паров и о теории диэлектриков Моссотти-Клаузиуса», за которую ему была присуждена ученая степень доктора философии (в то время эта степень присуждалась и за исследования в области физики). Затем Лебедев возвратился в Москву и начал работать в университете у профессора Столетова. Несмотря на трудности, Петр Николаевич сумел создать лабораторию, где исследовал действие гидродинамических, акустических и электрических волн на резонаторы, благодаря чему подтвердилась его идея о световом давлении на молекулы. В 1899 году ученый совет университета присудил Лебедеву за эти исследования ученую степень доктора физико-математических наук без предварительной защиты магистерской диссертации, а в 1900 году он получил должность профессора.