В 1912 г. после окончания Кронштадтского реального училища Петр Капица поступил на электромеханический факультет Петербургского политехнического института. Увлекся научными исследованиям на кафедре физики, возглавлявшейся А. Ф. Иоффе.
Во время Первой мировой войны несколько [месяцев (1915) провел водителем санитарного автомобиля и ответственным за ремонт машин добровольного санитарного отряда Союза городов в районе боевых действий юго-западнее Варшавы. В апреле вернулся в Петроград.
В 1916 г. в «Журнале Русского физико-химического общества» (ЖРФХО) опубликовал первые научные работы: «Инерция электронов в амперовых молекулярных токах» и («Приготовление волластоновских нитей».
«Заведующий физическим кабинетом» Кронштадтского реального училища Петр Капица 1912г.
Стал участником первого в России знаменитого позже научного семинара по новой физике в Петроградском политехническом институте под руководством А. Ф. Иоффе, из которого впоследствии «вышла вся советская физика», по образному выражению одного из участников семинара.
Водитель санитарного автомобиля.1915 г.
Летом 1917 г. проходил производственную практику под руководством профессора Л. И. Мандельштама в радиотелеграфном отделении петроградского завода концерна «Сименс и Гапьске» (директором завода был Л. Б. Красин). В сентябре 1919 г. окончил Петроградский политехнический институт, получил звание инженера-электрика.
В 1918-1921 гг. состоялся его блестящий научный старт. П. Л. Капица - преподаватель Петроградского политехнического института и научный сотрудник Государственного рентгено-радиологического института (точнее, его физико-технического отдела, ставшего позже самостоятельным институтом). Стал создателем совместно с А. Ф. Иоффе физико-механического факультета ППИ (1919) для подготовки лиц не существовавшей ранее в мире специальности инженера-исследователя. В 1920 г. совместно с Н. Н. Семеновым предложил метод определения магнитного момента атома, основанный на взаимодействии атомного пучка с неоднородным магнитным полем - результат мирового уровня. Работа опубликована в ЖРФХО в 1922 г. В 1921 г. Б. М. Кустодиев пишет портрет П. Л. Капицы и Н. Н. Семенова - «Будущие академики».
Будущие академики. 1921 г. Худ. Б. М. Кустодиев
Как раз после успешного начала работы в Петроградском политехническом институте судьба приготовила ему роковой удар. Весной 1919 г. был расстрелян отец его жены К. К. Черносвитов, член ЦК партии кадетов, депутат I, II, III и IV Государственных Дум. Зимой 1919-1920 гг. во время эпидемии гриппа в Петрограде Петр Леонидович потерял в течение месяца отца, двухлетнего сына, жену и новорожденную дочь. Жизнь, казалось, потеряла всякий смысл.
Наставник первых научных шагов П. Л. Капицы, профессор ППИ А. Ф.Иоффе, как никто другой, видя вблизи состояние одного из любимых и перспективных учеников, понимает необходимость полной смены обстановки для Капицы и включает его в состав возглавляемой им заграничной миссии. 22 мая 1921 г.
П. Л. Капица прибывает в Англию в качестве члена комиссии Российской Академии наук, направленной в страны Западной Европы для восстановления научных связей, прерванных войной и революцией, приобретения приборов и научной литературы. 12 июля вместе с А. Ф. Иоффе посещает в Кембридже Э. Резерфорда и просит принять его в Кавендишскую лабораторию на стажировку. Жизнь начинается «с нуля» (как станет ясно из дальнейшего, всего лишь в первый раз!).