Николай Федорович выбрал полный аскетизм, целомудрие (пока, по его слову, лишь «отрицательное», но развивал идеи «положительного», то есть не просто девственного воздержания, а полного претворения бессознательной родотворной энергии в воскресительные и творческие мощности). Федоров всегда жил один, отдавая всего себя работе мысли и слова, ученикам, посетителям библиотеки, всем нуждающимся в нем. В «Аттестате» Николая Федоровича, хранящемся в Архиве Ленинской библиотеки, так отмечен следующий поворот его биографии: «По надлежащем испытании в Тамбовской гимназии, Высочайшим указом определен учителем истории и географии в Липецкое уездное училище с 1854 года февраля 23-го».
С октября 1858 года он работает учителем истории и географии в Богородском уездном училище (одновременно он преподает те же предметы в женском училище 2-го разряда). Образ жизни Федорова в эпоху его преподавания суровое самоограничение, исключительная добросовестность в работе (поле уроков он каждый раз дополнительно занимался с неуспевающими), отстаивание интересов учени ков, помощь самым бедным из них. Позднее, оглядываясь на этот период, Николай Федорович писал «я должен был обучать истории светской, русской и всеобщей, и обязан был ей, почитаемой за предмет роскоши, за предмет ненужный, придать значение священное». Преподавание истории он тесно связывал с географией, которая раскрывалась им как отеческая, патриотическая область знания.
В Богородске Федоров проработал шесть лет, здесь научились ценить необычного учителя, любили его, всячески ограждали от высшего начальства, наезжающих инспекторов, недоуменно, а то и грозно реагировавших на его систему преподавания. Затем Николай Федорович преподавал в Московской (нынешний Ногинск), Угличе, Одоево, Богородицке, Боровске, Подольске.
В 1869 года Федоров занимает место библиотекаря в Чертковской библиотеке. Первым библиотекарем Чертковки был Петр Иванович Бартенев, знаменитый впоследствии историк, архивист, переводчик. Пять лет Николай Федорович проработал под прямым руководством Петра Бартенева Он прошел прекрасную чисто профессиональную школу и впитал огромный объем знаний, систематизированных, организованных вокруг единого, святого для него предмета — отечества. Без этой школы, возможно, не мог бы в полной мере состояться тот «необыкновенный библиотекарь» Румянцевского музея, о котором рассказывали чудеса. Чертковская библиотека просуществовала десять лет — к 1874 году ее книги перекочевали в Московский Публичный и Румянцевский музеи.