Исполнительный и добросовестный Константин Эдуардович уже на другой день после приезда отправился в уездное училище. Оно располагалось в старом двухэтажном здании на улице Воскресенской в самом центре города. Училище занимало четыре классные комнаты, в которых размещались 1, 2 и 3 классы, и учительская. Учеников числилось 140 человек. Константин Эдуардович должен был преподавать в нем арифметику и геометрию. 
Стройный мужчина в очках, из-под которых строго смотрели вдумчивые выразительные глаза, произвел хорошее впечатление и на смотрителя училища, и на учеников, которые сразу решили, что новый учитель «строгий, но добрый». Каждый день ходил он на службу одним и тем же маршрутом: сначала по своей улице Георгиевской, потом через Чертов мостик (был такой чуть повыше знаменитого Каменного моста), и переулками до Воскресенской. Обратно же он удлинял свой путь: заходил в магазины, расположенные в Гостиных рядах, особенно на «толкучку», где нередко разыскивал нужные для опытов материалы, и через Каменный мост неторопливо возвращался домой.
Очень быстро Циолковский проявил себя в училище как знающий, умелый педагог. Директор народных училищ Калужской губернии в своем отчете за 1892 год писал: «Учитель арифметики и геометрии Циолковский, перемещенный в начале отчетного года с таковой же должности из Боровского уездного училища, является очень хорошею учебною силою: он – полный специалист своего предмета и глубоко предан педагогическому делу. Классная дисциплина на его уроках образцовая». Через несколько месяцев работы Циолковский обратился к Педагогическому Совету училища со следующим предложением: «Честь имею заявить означенному Совету, что учебник арифметики г. Бугаева, принятый в Калужском уездном училище, по неточности и неясности содержимых в нем правил, недостаточно соответствует своей цели, почему предлагаю заменить его более соответствующим учебником А. Малинина и К. Буренина… Учитель К. Циолковский». Предложение было рассмотрено и признано заслуживающим внимания. Уже в следующем учебном году учащиеся получали задания по новому учебнику.
Высокую оценку работе Константина Эдуардовича дал в 1898 году смотритель уездного училища П.А. Рождественский: «… г. Циолковский — полный специалист своих предметов и преподает их с особым умением: ясность, точность, определенность, строгая последовательность и наглядность – отличительные черты в изложении им уроков математики… Упражнения в решении геометрических задач не только способствовали лучшему усвоению учениками основных геометрических истин, но и убеждали учеников в пользе изучаемого предмета. Это сознание полезности труда делало его менее тяжелым и более интересным».
Сам ученый отмечал: «Несмотря на глухоту, мне нравилось учительство. Большую часть времени мы отдавали решению задач. Это лучше возбуждало мозги и самодеятельность, и не так было для детей скучно». Но уточнял, что работать в училище было трудно, особенно в младших классах, переполненных учениками. В выпускном же классе едва набирался десяток учеников.
«Константин Эдуардович, преподававший у нас, был глуховат, поэтому методом проверки знаний у него был вызов учеников к доске для решения задач. Вызовы следовали один за другим, каждый последующий ученик должен был продолжить работу предыдущего, а остальные были вынуждены напряженно следить за тем, что писалось на доске, ожидая возможного вызова. При такой системе ученики не могли отвлекаться посторонним делом. Дисциплина на уроках Циолковского была всегда хорошей, а обстановка в классе рабочей. Я не помню случаев, когда Константин Эдуардович кого-либо ставил в угол или удалял с урока.
Еще в первом классе, объясняя величину биллионов и триллионов, Константин Эдуардович сказал, что если бы человек день и ночь считал, ударяя по столу в течение 1000 лет, то и тогда бы не закончил счет ударов до биллиона. Тут же один из учеников заявил: «А я могу написать в тетради по порядку от единицы до миллиона все числа в течение двух вечеров». Константин Эдуардович назвал ему примерный срок, необходимый для этой работы, но ученик усомнился в этом сроке и начал писать. Писал он до тех пор, пока не убедился в своей ошибке», — вспоминал один из его учеников П.Д. Васильев.
Интересным стал рассказ и его ученика М.С. Амосова: «Константин Эдуардович сразу расположил нас к себе. Своему предмету он умел придать живой характер и тем возбуждать в нас интерес. Ученики слушали его внимательно и задавали самые разнообразные вопросы из области математики и астрономии… Я уверен, что Константина Эдуардовича с большой благодарностью вспоминают все, кто имел счастье у него учиться. Ведь это был выдающийся педагог и исключительно мягкий и добрый человек. За все время моей у него учебы я никогда не слышал, чтобы он сказал кому-нибудь из учеников грубое слово. И его мы все очень уважали… Он никогда не старался поставить плохому ученику неудовлетворительную отметку, а всегда старался помочь ему исправиться. Да и самый метод преподавания у него был для нас необычайный: мы проходили геометрию не по учебнику, а по его запискам, которые переписывали в общие тетради. Учиться по этим «лекциям» было значительно легче, чем по официальному учебнику…
После революции я работал машинистом паровоза. И вот однажды редакция газеты «Коммуна» организовала вечер-встречу знатных людей района. На него приехал Константин Эдуардович. В этот раз я видел перед собой не скромного учителя, а человека, которого знает весь мир… По окончании его выступления я подошел к нему и спросил: «Константин Эдуардович, а помните ли вы меня, своего бывшего ученика?». Циолковский встрепенулся, оживился, глаза его радостно засияли, он оглядел всех присутствующих и в сильном волнении, схватив меня за руку, сказал: «Смотрите, вот мой ученик стал знатным человеком». Далее говорить он не мог. Он обнял меня, и мы крепко расцеловались».
К.Э.Циолковский среди педагогов уездного училища (второй слева в верхнем ряду
