К. А. Тимирязев с детства усвоил глубокое отвращение к "прогнившему царскому режиму, душившему все проявления свободной мысли". В таком настроении его воспитывали родители ― англичанка по национальности мать, и свободомыслящий отец. С ранних лет он приучился к чтению жёлтой леволиберальной прессы, статей Белинского, романов Чернышевского, "Колокола" Герцена.

На дальнейшем жизненном пути Тимирязеву по совпадению, которое не может считаться случайным, регулярно встречались лица — сначала наставники, потом коллеги ― утверждавшие его в комплексе либерально-космополитических доктрин (см. первую часть эпиграфа): публицисты и редакторы "Отечественных записок", "Современника", "Вестника Европы"; университетские профессора Бекетов, Ильенков, Мечников, Умов,…

По моде 1860-80-х гг. эти доктрины были завёрнуты в оболочку из философских или квазинаучных ― в действительности чисто идеологических ― теорий: дарвинизма, марксизма, материализма, атеизма и т. д. Так, профессор ботаники Петербургского университета А. Н. Бекетов пропагандировал дарвинизм; профессор Московского сельскохозяйственного института П. А. Ильенков восхищался "Капиталом" Маркса; И. И. Мечников в своих лекциях перед студентами и широкой аудиторией распространял идеи дарвинизма, социодарвинизма, евгеники;… бойко рекламировали "новые передовые учения" и вышеупомянутые журналы. В их пропаганду включались даже далёкие от собственно научных вопросов, но зато весьма активные идеологически лица, например, "демократический публицист" Д. Писарев и его троюродная сестра писательница Марко Вовчок, которые переводили и редактировали (!) "Происхождение видов" Дарвина.

В 1861 году К. А. Тимирязев поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета.

Несмотря на периодические конфликты с "реакционным" университетским начальством, в результате которых учёба время от времени прерывалась, его академическая карьера протекала в целом весьма успешно. В 1864 году, прочитав реферат о Дарвине в студенческом кружке, который вёл Бекетов, он получил от последнего рекомендацию для представления статьи с обзором дарвинизма в "Отечественные записки". Осенью 1864 года вышла первая книга студента Тимирязева "Краткий очерк теории Дарвина". В 1866 году он закончил университет и получил степень кандидата. Через некоторое время ему, по рекомендации того же Бекетова, была предоставлена двухгодичная научная стажировка за границей, сначала в Гейдельберге, потом во Франции.

Несколько ранее состоялась весьма важная для его дальнейшей академической карьеры встреча с П. А. Ильенковым, одним из основателей Московской сельскохозяйственной академии (МСХА). Впоследствии Тимирязев описал эту встречу следующим образом:

"Я застал П. А. Ильенкова в его кабинете-библиотеке за письменным столом; перед ним лежал толстый свеженький немецкий том с ещё заложенным в него разрезальным ножом; это был первый том "Капитала"» Маркса. Так как он вышел в конце 1867 года, то, очевидно, это был один из первых экземпляров, попавших в русские руки. Павел Антонович тут же с восхищением и свойственным ему умением прочёл мне чуть не целую лекцию о том, что уже успел прочесть; с предшествовавшею деятельностью Маркса он был знаком, так как провёл 1848 год за границей, преимущественно в Париже".

Очевидно, молодой выпускник университета понравился маститому профессору, поскольку вскоре был приглашён занять должность преподавателя МСХА, которая на длительный срок стала его основным местом работы.

В 1871 году К. Тимирязев защитил магистерскую диссертацию "Спектральный анализ хлорофилла", а в 1875 году ― докторскую диссертацию "Об усвоении света растением".

Все эти годы Тимирязев продолжал самым активным образом и в разных аудиториях пропагандировать дарвинизм, притом представляя это чисто умозрительное и отвергаемое на тот момент многими ведущими авторитетами в биологии учение, как "несомненную истину". В июле 1878 г. он прочитал лекцию о Дарвине в Московском университете; в те же годы написал ряд статей и книг о дарвинизме. Следуя стилистике тогдашних жёлтых леволиберальных журналов, он не стеснялся заниматься диффамациями оппонентов, рисуя их шаржированно-карикатурные образы: "жалкие, смешные","бессильная злоба" и тому подобное. О фундаментальной работе видного русского биолога и культуролога Н. Я. Данилевского "Дарвинизм. Критическое исследование" (1885-89 гг.) он отзывался так: "самодовольно-самоуверенные фразы", "хитросплетённые софизмы", "мелкая изворотливая софистика дилетанта",…

Небезынтересно сопоставить эти измышления с оценкой, данной работе Данилевского видным советским ихтиологом и эволюционистом Л. Бергом: "Труд Данилевского, результат обширной эрудиции автора, заслуживающий полного внимания. В нём заключена масса дельных соображений, к которым потом независимо пришли на Западе".

Деятельная пропаганда Тимирязевым теории дарвинизма в 1860-х гг. и позже не осталась незамеченной либерально-космополитической интеллигенцией, и не только в России. Он регулярно получал от своих идеологических единомышленников различные знаки академического признания, включая приглашения на международные конференции, особенно в Англии, где в то время ведущие научно-административные позиции занимал "бульдог дарвинизма" Т. Гексли.

В конце 1870-х гг. Тимирязев сблизился с кружком В. И. Танеева, в который входили А. Г. Столетов, М. М. Ковалевский, С. А. Муромцев и другие представители леволиберальной интеллигенции. По приглашению Ковалевского он начал публиковаться в "Вестнике Европы"; стал там руководителем отдела науки.

В 1892 году Тимирязев перешёл из Московской сельскохозяйственной академии в Московский университет.

В феврале 1911 года Тимирязев, вместе с группой других профессоров и преподавателей Московского университета выступил с решительным протестом против реакционных мероприятий правительства и настоятельным требованием академической свободы.

Все эти годы, будучи и студентом, и профессором, и заслуженным профессором, и действительным статским советником (гражданский аналог в табели о рангах генерал-майора), и обучаясь за государственный счёт в зарубежных лабораториях, и принимая участие за тот же счёт в международных конгрессах, К. А. Тимирязев продолжал испытывать самое глубокое отвращение к "душившему любое проявление свободной мысли деспотическому режиму".

После Октябрьской революции он, наконец, нашёл близкий к своим идеалам образ правления, как можно было понять из его заявления: "Всякий беспристрастный русский человек не может не признать, что за тысячелетие существования России в рядах правительства нельзя было найти столько честности, ума, знания, таланта и преданности своему народу, как в рядах большевиков".

Почтенный учёный стал членом Социалистической (позже переименованной в Коммунистическую) академии, депутатом Моссовета. В. И. Ленину он послал в дар свой объёмистый сборник публицистических статей "Наука и демократия".

На проблемы академической свободы, вновь взволновавшие по известным причинам в те годы его коллег, он теперь смотрел иначе, утверждая, что таковая была нужна во времена черносотенной реакции, а сейчас она может стать опорой для контрреволюционеров.

В последующее время К. А. Тимирязев был сделан в СССР своего рода "иконой": его атеистическо-материалистические взгляды в биологии были канонизированы, а его имя было присвоено ряду научных учреждений, начиная с Московской сельскохозяйственной академии, где он работал. В 1922 году был создан Государственный научно-исследовательский биологический институт имени Тимирязева (в 1924-30 гг. Государственный научно-исследовательский институт по изучению и пропаганде научных основ диалектического материализма; с 1930 г. Биологический институт имени Тимирязева). Согласно требованиям Главнауки, в нём могли работать только "лица, обладающие строго материалистическими взглядами в естествознании". Впрочем, качество достижений этих лиц в науке соответствовало качеству достижений их партийных коллег в демократии.