Через неделю «помещик» Ломоносов — уже в Петербурге и рапортует в Академическую канцелярию: «Сего марта 23 дня, исправив потребные нужды в Москве, возвратился и Лабораторию нашел в добром состоянии». Однако теперь и Шумахер дождался своего часа: Ломоносов может сколько ему угодно делать вид, что ничего не произошло, но в Москву-то он ездил, в сущности, без разрешения. Что из того, что главноначальствующий в Петербурге адмирал князь М. М. Голицын дозволил ему отлучиться, а Сенатская контора выдала документы на проезд? Ломоносов служит в Академии в подчинен президенту, а в его отсутствие — Академической канцелярии (то есть ему, Шумахеру). Вот почему в Петербурге Ломоносов получил вскоре от К. Г. Разумовского (в Москве, как было говорено, оказывавшего «к нему любление») «реприманд в ослушании». Не был забыт и М. М. Голицын, который при встрече показывал Ломоносову полученный им «вежливый реприманд от президента в форме письма от советника Теплова, что он в чужую должность вступился, отпустив в Москву реченного Ломоносова».

Впрочем, все это были уже мелкие уколы, мелкие доказательства того очевидного и привычного для Ломоносова факта, до какой педантичной степени «противны были Шумахеру его успехи». Ломоносов достиг главного: теперь мозаичное дело можно было поставить на широкую ногу.

16 апреля 1753 года последовало распоряжение Вотчинной конторы о выделении Ломоносову земель для постройки фабрики в Копорском уезде. Вместе со своим «управителем Иваном Цылг» (то есть Иваном Андреевичем Цильх, родным братом жены Елизаветы Андреевны) Ломоносов внимательнейшим образом обследовал свои земли. (Здесь, как всегда, Ломоносов, казалось бы, занимаясь только одним делом, в принципе нацелен на всестороннее изучение. Он исследовал свои земли не только как автор проекта будущей фабрики, но и как естествоиспытатель. Когда в 1761 году он просматривал только что вышедшую книгу С. П. Крашенинникова «Флора Ингрии», в которой описывались растения окрестностей Петербурга (506 названий), он не встретил в ней упоминания о «колокольчике широколистном». В дополнениях к «Флоре Ингрии» это название было указано со ссылкой на Усть-Рудицу.) Фабрику решено было ставить в деревне Усть-Рудица, недалеко от Ораниенбаума (ныне г. Ломоносов). Здесь сливались две речушки (Рудица и Черная). Крестьян можно было переселить из других деревень, а вот проточную воду в другие деревни не подведешь. Ломоносов же с самого начала решил строить фабрику с использованием водяных механизмов.

Спустя три недели, 6 мая, фабрика была начата строительством, а уже через десять месяцев, в феврале 1754 года, выдала первые образцы продукции и летом того же года была пущена на полную мощность.

К этому времени деревня Усть-Рудица заметно изменилась. Архитектурным центром ее стал «двор для приезду» — двухэтажный дом с мезонином, поставленный на фундаменте из красного кирпича. Здесь Ломоносов жил и работал во время своих частых приездов на фабрику. К дому прилегали поварская, людская и черная избы, погреб, баня, а также конюшня, хлев и «прочие надобности». По одну сторону от дома располагалась лаборатория, а напротив нее — мельница в три колеса: «первое для двух рам пильных, чтобы пилить доски к фабричному строению и впредь для пристроек, починок и ящиков под материалы; второе колесо для машин, которыми молоть, толочь и мешать материалы, в стекло потребные, и шлифовать мозаику, для которых кругов в мельнице два покоя особливые; третьим колесом ходят жернова для молотья хлеба, на котором содержат фабричных людей». По другую сторону от дома стояла мастерская. За домом был сад, по краям которого находилось несколько служебных построек и среди них кузница. Чуть в стороне вниз по течению Рудицы встала слобода, в которой жили крестьяне, трудившиеся на фабрике.

Ломоносов с самого начала поставил себе задачей обучить фабричных крестьян ремеслу. 20 апреля 1754 года в ломоносовском репорте в Мануфактур-коллегию о состоянии работ на фабрике говорится: «...из данных мне крестьян молодые люди обучались на здешних стеклянных заводах: двое — стеклянной работе, а особливо вытягивать стеклянные стволики к поспешному деланию бисера, пронизок и стекляруса, третий — горшечному делу, чему они и обучались; для изучения жжению осиновой золы, которая в состав стекла потребна, посылан был особливый в Новгородский уезд, что, переняв уже на заводах, в действие производит и золу приготовляет; живописному мастерству для делания мозаики, также слесарному и столярному мастерству, без чего при заводах обойтись нельзя, как здесь, так и на заводах у мастеров обучаются. Бисер и пронизки делать трое нарочито обучились, чего прилагаю при сем некоторый опыт бисеру и пронизок, деланных ими из здешних материалов в малых печках, когда в большой печи и горшках составленная и доспелая материя прежде в стволики, а потом в бисер и про-низки переделываться будет, что с Божиею помощию в приближающемся маие месяце в действие произведено быть имеет».

Самых способных молодых крестьян Ломоносов отбирал для обучения более сложному делу. Так, например, было с Игнатом Петровым. 14 февраля 1755 года Ломоносов подал следующее доношение в Академическую канцелярию: «Желаю я человека моего Игната Петрова обучать при Академии барометренному и термометренному художеству, которое потребно для дела разных касающихся до того художества на моей бисерной фабрике вещей. Того ради Канцелярия Академии наук да благоволит указать объявленного человека моего Игната Петрова подмастерью Ивану Беляеву тому художеству обучать на моем коште». Около девяти месяцев И. Петров постигал секреты «барометренного и термометренного художества» под руководством Ивана Ивановича Беляева (1710–1786), лучшего специалиста по оптическому делу, одного из тех, кто принес общеевропейскую славу мастерским Петербургской Академии наук. Вернувшись в Усть-Рудицу, И. Петров полгода работал на фабрике, а затем в апреле 1756 года был вновь направлен Ломоносовым (и вновь за его счет) теперь уже в Рисовальную палату к «живописному мастеру» Академии Иоганну Эмасу Гриммелю (1703–1759) для обучения «рисовальному художеству». Более года проучившись у него, И. Петров окончательно возвращается в Усть-Рудицу и в полной мере показывает свое искусство «у разных стеклянных работ» — и как оптик и как мозаичист. Когда в 1762–1763 годах Ломоносов, намереваясь развить положения, выдвинутые им в «Рассуждении о большей точности морского пути», работал над усовершенствованием оптических инструментов, он поручал И. Петрову делать «оправки глазных стекол, к ним апертуры, печи и горшки», а однажды доверил весьма ответственное дело — «лить новое зеркало». И, Петров стал одним из лучших специалистов в ломоносовской мастерской мозаичного искусства. Когда шла работа над знаменитой «Полтавской баталией», он «мозаичный набор лучше исправлял», чем остальные подмастерья. После смерти Ломоносова И. Петров выполнил его мозаичный портрет, а также портрет великого князя Павла (по мнению современников, «довольно хорошо и похоже»). Это были последние работы И. Петрова (местонахождение их в настоящее время неизвестно). Четырнадцать лет, с 1754-го по 1768 год (когда Усть-Рудицкая фабрика была закрыта), И. Петров успешно постигал секреты ремесла, нужного и для большой науки и для большого искусства, но странного для крепостного крестьянина Копорского уезда, а потом, уже став отличным специалистом оптического и мозаичного дела, должен был вернуться к землепашеству.

Если И. Петров был мастеровым-исполнителем, то Матвей Васильев и Ефим Мельников, ученики Академической рисовальной школы, о переводе которых на свою фабрику Ломоносов просил Академическую канцелярию 3 мая 1755 года, предназначались для руководства младшими мозаичистами из крепостных. 11 мая М. Васильев и Е. Мельников канцелярским определением были отпущены к Ломоносову на три года, как и значилось в его прошении. Ломоносов вдвое увеличил им годовой оклад жалованья по сравнению с академическим: вместо 18 рублей из канцелярской казны они стали получать по 36 рублей из ломоносовских средств (кроме того, еще и бесплатный хлеб). Это были молодые люди 20–23 лет, из «разночинцев»: М. Васильев — сын матроса, а Е. Мельников — сын мастерового Придворной конторы. Интересная и с творческой, и с технологической, и с организационной точек зрения работа, а также неплохое содержание (вспомним, что сам Ломоносов в их возрасте получал всего лишь 10 рублей в год) — все это не могло не побуждать ломоносовских подмастерьев к «раченью и трудам». Они так и остались в ломоносовской мастерской, год от года совершенствуясь в мастерстве. Росли и их оклады. Так, в 1763 году за работу над «Полтавской баталией» Ломоносов выплатил М. Васильеву 150, а Е. Мельникову 120 рублей. Эта разница не случайна: М. Васильев, вне всякого сомнения, был даровитее и трудолюбивее своего товарища. Ломоносов незадолго до смерти указал его (наряду с И. А. Цильхом) в числе лиц. которым можно доверить в дальнейшем ведение мозаичного дела, специально подчеркнув: «...старший мозаичный мастер Матвей Васильев... с самого начала мозаичного дела упражнялся со мною в сей практике, и можно положить на него благонадежно произведение такого дела».