«…мне предложили уроки физики в местном женском епархиальном училище. Я согласился, а через год ушел совсем из уездного училища. Уроков сначала было мало, но потом я получил еще уроки математики. Приходилось заниматься почти со взрослыми девушками, а это было гораздо легче… Здесь не преследовали за мои хорошие отметки и не требовали двоек», — писал Циолковский в  автобиографии.

Действительно, самый длительный период  педагогической деятельности Циолковского был связан с Калужским епархиальным женским училищем, в котором он, сначала по совместительству, потом как штатный педагог, вел уроки математики и физики с 1899 по 1918 год. Любовь Константиновна рассказывала: «Как-то Иван Александрович Казанский, хороший знакомый отца по Боровску,  рассказал своему двоюродному брату Алексею Ивановичу Казанскому, который был инспектором епархиального училища, о научных трудах отца и о его педагогическом таланте. Тот пригласил отца преподавать физику и математику… Мне рассказывала потом одна девушка, что  инспектор предварительно ознакомил учениц с личностью отца как ученого и необычного человека… Прогрессивные учителя, а также инспектор неизменно относились к отцу с большим уважением».

«Был он в наших детских глазах не похож ни на кого из остальных учителей. Начиная с внешнего вида, — вспоминала одна из учениц. — Все учителя ходили в форменных мундирах с блестящими пуговицами, официальные, парадные. Они одинаково холодно и равнодушно ставили в журнал двойки, колы и пятерки. Константин Эдуардович носил черный сюртук. Был высокий, плотный, с большой седой головой, которую он держал немного откинутой назад, с глазами, устремленными вперед.  Он казался нам и особенным, и в то же время гораздо более близким, чем все остальные. Быть может, оттого, что когда эти мечтательные глаза опускались на нас, девочек, они были полны доброты и отцовской ласки, а лицо его освещалось при этом добродушной, почти детской улыбкой».

За годы работы у Константина Эдуардовича сложился определенный порядок «включения» в работу. На урок в класс он приходил сразу после звонка, выслушивал молитву, стоя у двери, потом молча кивал головой ученицам и подходил к столу.  Заглянув в журнал, вызывал ученицу. Если девочка останавливалась на почтительном расстоянии от учителя, то Константин Эдуардович притягивал ее к себе за фартук или платье, поднимал  руку к левому уху и начинал внимательно слушать.  На всех уроках присутствовала классная дама,  поэтому вопрос установления и поддержания дисциплины  перед учителем не стоял. Это отмечал и сам Константин Эдуардович: «Учительство как раз подходило по моему калечеству (то есть по глухоте), ибо надзор был превосходный. Сам по глухоте  не мог следить за порядком. Больше объяснял, чем спрашивал, а спрашивал стоя. Девица становилась рядом со мной, у моего левого уха. Голоса молодые, звонкие, и я добросовестно мог выслушивать и оценивать знания».

Самым интересным на уроке был показ физических опытов.  Сам ученый писал: «Опыты показывал раза 2 в месяц, ибо на них не хватало времени… Физический кабинет был полуразрушен. Мне приходилось, что можно, подправлять. Но я и сам много приборов производил заново… Зажженный водород у меня свистал и дудел на разные голоса. В пятом классе всегда показывал монгольфьер. Он летал по классу на ниточке, и я давал держать эту ниточку желающим. Большой летающий шар, особенно с легкой куклой, производил всеобщее оживление и радость. Склеенный мною бумажный шар, весь в ранах и заплатах, служил более 15 лет…». И далее: «Перед роспуском дети волновались и не учили уроков. Вот тут-то часто я забавлял их опытами. Например, предлагал вынуть серебряный рубль из таза с водой. Многие перепробовали, но никому это не удавалось. Иные же страшились, видя  бессилие товарок. Наконец, классная воспитательница захотела отличиться. Однако, не отличилась. Разливалась вода, даже били посуду, но вытащить монету никто не мог. Много было смеха и веселья…».

Как педагог, он был строгий, требовательный и справедливый. Никаких поблажек никому не делал, будь то дети бедных или богатых, все были для него равны. Родители состоятельных учениц делали учителям подарки. Циолковский в резкой форме отвергал эти «подношения».  К своим коллегам по работе он относился всегда с уважением. «Был я аккуратен и ходил до звонка. Дело в том, что мне было скучно в учительской, так как слышал звуки, но разговоров не разбирал, и из 10 слов усваивал не более одного. Вот я и спешил в класс, вызывая насмешки: «Соскучился по епархиалкам» и проч. Все же товарищи народ был порядочный. Они не злословили и относились к ученицам довольно добросовестно и гуманно». …Из отчета Директору народных училищ Калужской губернии: «…исполняющий обязанности преподавателя Калужского епархиального женского училища Константин Циолковский представляет собою исключительный экземпляр педагога. Одаренный от природы особыми способностями к изучению математических наук он обнаружил свои выдающиеся математические  познания во многих печатных своих сочинениях по математике, известных даже за границей. Вместе с ученостью в нем уживается редкая способность преподавать учащимся даже отвлеченные математические истины в простой, наглядной, общедоступной форме, что делает его уроки доступными и слабым ученицам. Как человек глубоко верующий и высоконравственный он своею личностью имеет благотворное влияние на учащихся. Свои учительские обязанности исполняет с примерною добросовестностью и аккуратностью…». Не случайно за свою многолетнюю педагогическую работу Константин Эдуардович был награжден орденами святого Станислава Ш степени и святой Анны Ш степени.  Был он представлен и к третьему ордену, но почему-то Калужская епархия, в ведении которой находилось училище, не дала бумаге дальнейшего хода.