В 1844 году Айвазовский вернулся в Петербург. Академия присудила ему звание академика, кроме того, он был причислен к Главному морскому штабу и получил заказ на изображение ряда русских морских гаваней. В 1845 году Айвазовский был прикомандирован к экспедиции Ф.П. Литке, посетившей берега Турции, Малой Азии и Архипелаг. Результатом этого путешествия было множество альбомных зарисовок. В конце 1845 года художник поселился в Феодосии, которая отныне становится его главным местопребыванием. Айвазовский построил большой дом, мастерскую.
В 1848 году Айвазовский женился. В один из приездов в Петербург он был представлен весьма знатной пожилой вдове, имевшей двух дочерей «на выданье». Девушки пожелали учиться живописи у знаменитого художника. Через некоторое время вдова стала замечать, что художник слишком прилежен в занятиях, часто засиживается в ее доме, начал устраивать музыкальные вечера и сам принимать в них участие. Вдова уже гадала, какой из дочерей художник отдаст предпочтение. Все это, однако, разрешилось самым неожиданным образом: Айвазовский вскоре женился на гувернантке – Юлии Яковлевне Гревс, дочери штабс-доктора, находившегося на русской службе.
После женитьбы Айвазовский писал в одном из писем: «Теперь я спешу сказать Вам… о моем счастьи. Правда, я женился, как истинный артист, т.е. влюбился как никогда. В две недели все было кончено. Теперь, после восьми месяцев, говорю Вам, что я так счастлив, что… я никогда не воображал половину этого счастья. Лучшие мои картины те, которые написаны по вдохновению, так я и женился… Когда встретимся с Вами, тогда увидите всех счастливцев, и тогда выскажу остальной восторг».
Через год после свадьбы рождается дочь Елена, в 1851 году – Мария, а в 1858 году – Иоанна (Жанна).
В сороковые годы большое внимание Айвазовский уделяет батальной живописи. «Живописец Главного морского штаба» (это звание ему было присвоено в 1844 году), он запечатлел эпизоды Севастопольской обороны, морских сражений на Черном и Балтийском морях, битву у Гангута, Чесменский, Наваринский, Синопский бои. «Каждая победа наших войск на суше или на море, – писал художник, – радует меня, как русского в душе, и дает мысль, как художнику изобразить ее на полотне…»
Русский флот с искренней благодарностью относился к своему летописцу. Осенью 1846 года во время выставки к десятилетию творческой деятельности Айвазовского в Феодосию под командованием В.А. Корнилова прибыла эскадра из шести военных кораблей, чтобы приветствовать юбиляра.
В 1850 году Айвазовский создал одну из самых знаменитых своих картин – «Девятый вал».
«У самого Айвазовского, да и во всем мировом искусстве нет другой картины, которая с такой захватывающей силой передавала бы всесокрушающую мощь стихии, неотвратимый ужас надвигающейся гигантской волны, "девятого вала", – пишет Н.Г. Машковцев. – В этой картине огромный талант Айвазовского развернулся во всю ширь. Лучи яркого света, прорывающегося сквозь гонимые ветром разорванные тучи, перекатывающиеся грозные волны, пенящиеся и прозрачные, живые, изменчивые краски, поразительные по своей яркости, красоте и реалистичности, создают неотразимое впечатление мощи и величия».
Страшные бури разыгрываются на многих картинах Айвазовского: «Буря ночью» (1865), «Буря» (1872), «Буря у мыса Айя» (1875), «Бури под Евпаторией» (1861). О последней писал Ф.М. Достоевский: «В его буре есть упоение, есть та вечная красота, которая поражает зрителя в живой, настоящей буре. И этого свойства таланта г-на Айвазовского нельзя назвать односторонностью уже и потому, что буря сама по себе бесконечно разнообразна. Заметим только, что, может быть, в изображении бесконечного разнообразия бури никакой эффект не может казаться преувеличенным, и не потому ли зритель не замечает излишних эффектов в бурях г-на Айвазовского?»
«Много внимания Айвазовский уделял изображению приморских городов, – пишет Л. Тарасов. – В картине "Вид на Одессу" (1855) город показан при лунном освещении, с большим скоплением кораблей, сосредоточенных в порту. Живописна "Лунная ночь в окрестностях Ялты" (1863) с эффектным своим освещением и множество других подобных картин.
Айвазовский умел передать в пейзаже то состояние, когда происходит перелом и море уступает после возмущения, затихая и смиряясь. Это показано, например, в картине "Радуга" (1873)».
Кроме марин, Айвазовский писал жанровые пейзажи («Ветряные мельницы в украинской степи при закате солнца» (1862), «Обоз чумаков» (1862), «Петербург. Переправа через Неву» (1870-е)). Совершив в 1869 году поездку по Кавказу, Айвазовский написал ряд горных пейзажей, в числе которых «Аул Гуниб» (1869).