По окончании училища 19-летний Чайковский получил чин титулярного советника и отправился на службу в Министерство юстиции. В 1861 г. он впервые побывал за границей — в качестве переводчика инженера В. Писарева (друга своего отца). Посетил Гамбург, Берлин, Антверпен, Брюссель, Париж, Остенде и Лондон. О карьере музыканта он даже не помышлял, хотя отец предлагал ему совмещать работу с музыкальным образованием. Родитель даже ходил к Кюндингеру, дабы узнать мнение пианиста по поводу таланта сына. Но Кюндингер категорично заявил: особых способностей у юноши нет, да и возраст уже не тот, чтобы начинать творческую карьеру. Спустя годы Кюндингер с сожалением писал: «Если бы я мог предвидеть, кто выйдет из тогдашнего правоведа, то вел бы дневник наших уроков с ним».
Вопреки такой оценке, в 1861 г. Петр Чайковский поступил в Музыкальные классы (в 1862 году их преобразовали в Санкт-Петербургскую консерваторию). И стал одним из первых студентов по классу композиции. Учителями Чайковского в консерватории были Николай Заремба (контрапункт, музыкальная форма) и Антон Рубинштейн (сочинение и инструментовка). Какое-то время титулярному советнику удавалось совмещать игру на флейте и службу. Но в 1863 г. по настоянию Антона Рубинштейна Чайковский ушел на вольные хлеба и целиком отдался музыке.
Он окончил курс Петербургской консерватории с большой серебряной медалью (в те годы — высшей наградой). Правда, диплом об окончании консерватории с присвоением звания «свободного художника» был выдан Чайковскому только в 1870 г., после утверждения положения о консерватории. В качестве дипломной работы Петр написал кантату «К радости» по мотивам оды Ф. Шиллера. Но столичные музыканты ее не оценили, а критики заявили, что композитор слаб и слишком консервативен.
В 1866 г. Чайковский переехал в Москву, на место профессора консерватории. В Москве он познакомился с композиторами из «Могучей кучки» и в 1869-м по совету главы содружества создал увертюру-фантазию на основе «Ромео и Джульетты» Шекспира. В том же году в Большом театре состоялась премьера его оперы «Воевода» по пьесе А. Островского «Сон на Волге». Кроме того, была завершена работа над оперой «Ундина». Однако через несколько лет Чайковский сам уничтожил оба произведения. Впоследствии он написал еще 8 опер, которые, к счастью, сохранились до наших дней.
В 1873-м Петр Ильич сочинил симфоническую фантазию «Буря». А потом снова отправился за границу: дабы познакомиться с зарубежными композиторами, набраться знаний, опыта и вдохновения.
В 1875 г. Московская дирекция императорских театров попросила его написать музыку к балету «Лебединое озеро», либретто которого основывалось на древней немецкой легенде. На такую сложную работу композитор согласился, прежде всего, ради заработка. А еще — дабы попробовать себя в сочинении балета. Источниками вдохновения для него стали Воткинский заводской пруд, с которым были связаны лучшие воспоминания детства, и озеро в Альпах.
Музыка получилась поистине волшебной, но оркестрантам она показалась слишком сложной, а зрителям — тяжелой для слуха. Кроме того, публику разочаровала «скучная и банальная» хореография чешского балетмейстера В. Рейзингера. Лишь 20 лет спустя балет был пересмотрен хореографом М. Петипа, после чего получил мировое признание.
О личной жизни композитора известно лишь то, что первой его избранницей была французская певица Дезире Арто, с которой Петр познакомился в 1868 г. Влюбленный композитор посвятил Арто фортепианную пьесу-романс № 5 и даже позвал барышню под венец. Но та укатила на гастроли в Варшаву, где скоропалительно вышла замуж. Отвергнутый композитор с головой ушел в работу. А в июле 1877-го, поддавшись творческому порыву на волне сочинения оперы «Евгений Онегин», женился на бывшей студентке Антонине Милюковой. Брак продержался несколько недель, что Чайковский прокомментировал так: «Все очень просто: я спутал свою жену с моею Татьяной».
В том же 1877 г. композитор получил письмо от богатой вдовы Надежды фон Мекк, которая выразила восхищение его творчеством. Между ними завязалась «дружба в письмах». Вдова предоставила Чайковскому ежегодную субсидию в размере 6 тыс. рублей, а он посвятил ей «Симфонию № 4». Покровительство фон Мекк избавило его от материальной нужды — композитор со спокойным сердцем уволился из консерватории, занялся творчеством и самообразованием. Его библиотека содержала 1239 книг, среди которых была Библия на французском языке, труд Д. Лаббока «Муравьи, пчелы, осы…», «Звездный атлас для небесных наблюдений» и справочник грибов. А еще — сочинения Еврипида, украденные композитором из библиотеки Палаццо Дожей в Венеции 3 декабря 1877 г.
В 1878–1887 гг. Чайковский обратился к созданию церковных сочинений: написал полные циклы важнейших богослужений православной церкви — «Литургии святого Иоанна Златоуста» и «Всенощного бдения», отдельные хоры в сборнике «Девять духовных музыкальных сочинений» и пасхальный хор «Ангел вопияше».