Очень быстро Бахметев вошел в политику. «Мы покидали наши родные города политически наивными, – вспоминал он более полувека спустя. – Однако в атмосфере университета, проникнутой политическими ожиданиями и размышлениями, вскоре становились революционерами по духу, а иногда – и по делам». Юный провинциал, каким был Бахметев в то время, быстро прошел путь от политической невинности до участия в студенческом комитете в качестве представителя своего учебного заведения. Вспоминая настроения студенческой среды, ставший со временем убежденным либералом Бахметев говорил о том, что все хотели свободы, конституции, освобождения от власти самодержавия, ответственного правительства. «На самом деле, в то время люди, даже называвшие себя социалистами, – некоторые из них марксистами („Я принадлежал к марксистскому направлению. Не знаю почему“, – добавлял Бахметев. – О.Б.) были далеки от сегодняшних социалистических программ… Они говорили о социализме совершенно абстрактно. Любой социалист тех дней сказал бы, что для начала надо завоевать политическую свободу и затем предоставить людям возможность решать самим».
Вспоминая о своих студенческих днях, бывший социал-демократ говорил, что марксистские взгляды, которых он тогда придерживался, очень отличались от позднейшей коммунистической интерпретации Маркса. «Мои идеи более или менее совпадали со взглядами умеренной европейской социал-демократии. Прежде всего, они были
После окончания института Бахметев был направлен на два года за границу для подготовки к преподавательской деятельности в основанном С.Ю. Витте Политехническом институте. По поручению Витте были отобраны способные молодые выпускники различных университетов, которые должны были, по его замыслу, изучить постановку дела за рубежом и привнести в новый институт современный дух. Бахметев готовился к преподаванию по кафедре гидравлики; он провел год в Швейцарии, где в цюрихском Политехникуме изучал гидравлику, затем год в Америке изучал методы инженерной работы в США и работал на постройке канала Эри.
Параллельно развивалась и его политическая карьера. Ее вершиной на том этапе стало избрание в члены ЦК РСДРП на IV съезде партии, от меньшевиков. Он даже участвовал в партийном суде над Лениным по поводу написанной тем оскорбительной для своих товарищей по партии брошюры. Однако Бахметев постепенно начинает отходить от политики такого рода. Он увлекся профессиональной деятельностью.
С 1 сентября 1905 года Бахметев приступил к работе на кафедре гидравлики Политехнического института. Со временем он начал преподавать курсы гидравлики, гидроэнергетики, теоретической и прикладной механики, а также иностранные языки на электромеханическом и кораблестроительном отделениях. В 1911 году Бахметев защитил докторскую диссертацию; в мае 1912 года ему было присвоено звание адъюнкта по кафедре прикладной механики Политехнического института, а 28 января 1913 года высочайшим приказом он был назначен профессором той же кафедры.
Однако Бахметев не был только теоретиком и преподавателем; он организовал частную контору, которая занималась разработкой технических проектов по заказам как правительства, так и частных компаний. Бахметев привлек к работе не только русских, но также французских и швейцарских инженеров. Проекты, над которыми работала бахметевская контора, были достаточно масштабными. Он был увлечен практической деятельностью, которая должна была преобразовать Россию. По мнению Бахметева, эпоха III Думы (1907–1912) была временем бурного развития страны – это касалось народного образования, экономического и технического прогресса. В интервью американскому историку в 1950 году он говорил с явно чувствующейся досадой, что большинство технических достижений коммунистов – гидроэлектростанции, железные дороги и т. д. – уходят своими корнями в эпоху III Думы.