Феодосийский архитектор Яков Христофорович Кох первым обратил внимание на художественные способности мальчика, дал ему первые уроки мастерства, периодически дарил ему карандаши, бумагу, краски. Он обратил внимание на юное дарование феодосийского градоначальника А. И. Казначеева. Впоследствии он определил мальчика в Симферопольскую гимназию, затем Ованес был принят на казенный счет в пейзажный класс профессора Максима Воробьева. Успехи в рисовании становились настолько выдающимися, что на малолетнего художника обратили внимание в высших городских кругах. Так, одна из знакомых Казначеева Наталья Федоровна Нарышкина решила принять участие в судьбе юного дарования. Через своего знакомого архитектора Сальваторе Тонга она хлопотала об определении Ованеса в Императорскую Академию художеств на казенный счет. Он был принят в Академию пансионером Его Императорского Величества с содержанием 600 рублей. Ованес Гайвазовский приехал в Петербург 28 августа 1833 года и в шестнадцатилетнем возрасте был принят в Академию художеств. Он изменил свое имя на Иван Айвазовский. В 1835 году за пейзажи «Вид на море в окрестностях Петербурга» и этюд «Воздух над морем» получили серебряную и золотую медали. Вскоре Айвазовский перешел под высочайшее покровительство императора Николая I.
В период учебы в Петербурге И. К. Айвазовский почти ежедневно бывал среди прихожан столичной армянской церкви.
В Петербурге Айвазовский был знаком с такими выдающимися личностями, как поэт В. А. Жуковский, баснописец И. А. Крылов, художник К. П. Брюллов, был представлен А. С. Пушкину. Его связывали дружба и творчество с композитором М. И. Глинкой. В своих записках М. И. Глинка отмечает, что Айвазовский своей прекрасной игрой на скрипке вдохновил композитора, сыграв однажды ему три татарских мотива, впоследствии два из них, пишет Глинка, он употребил для лезгинки, а третью — для сцены Ратмира в третьем акте оперы «Руслан и Людмила».
Молодой художник Иван Айвазовский выставил свои работы, однако в «Художественной газете» была опубликована отрицательная рецензия на его две картины, что дало основание впасть в немилость императора Николая I. За живописца стали хлопотать баснописец Иван Андреевич Крылов, поэт Василий Андреевич Жуковский, профессор живописи Максим Николаевич Воробьев, и активно вмешался профессор батальной живописи Александр Иванович Зауервейд — все возымело успех в этом деле.
Осенью 1837 года совет Академии присудил Ивану Айвазовскому Большую золотую медаль за картину «Штиль» и вынес решение отправить его на два года в Европу как пансионера Академии для усовершенствования в мастерстве.
В конце лета 1839 года, вернувшись в Петербург, 23 сентября он получил аттестат об окончании Академии и свой первый чин и личное дворянство. Академия художеств возвела его в 14-й класс и наградила шпагой.
По окончании Академии художеств Иван Константинович летом 1840 года отправляется в Италию как пансионер Академии художеств. Первые месяцы пребывания в Риме у него были очень тяжелыми из-за серьезных материальных затруднений, поскольку часть своего пансионного содержания направлял своей матери в Феодосию. Затраты на поездки по стране, оплата мастерской, покупка материалов требовали строгой экономии. Однако вскоре материальное положение резко изменилось к лучшему, почитатели его таланта стали покупать картины. Айвазовский несколько лет провел в Италии и во Франции; здесь в музеях он познакомился с классическим наследием мирового искусства, совершенствуя мастерство. Здесь он близко сошелся с Боткиным, Панаевым, сблизился с Гоголем и вместе с ним из Рима поехал во Флоренцию, завязались дружеские отношения с художником Ивановым. Из Италии Айвазовский два раза ездил в Париж, оттуда в Лондон и Мадрид. В 1843 году художник выставил свои произведения в Париже, из Парижа — в Англию. В Италии его работы пользовались большим успехом. В 1843 году Айвазовский был награжден французской академией медалью. В 1868 году Айвазовский посетил Кавказ.
В Италии им было написано самое масштабное полотно «Сотворение мира. Хаос», которое с 1841 года хранится в Музее армянской конгрегации мхитаристов в Венеции.
Во время пребывания в Италии Айвазовский установил близкие отношения с армянскими учеными-мхитаристами, жизнь и деятельность которых была связана с крупным очагом армянской культуры в Венеции. На острове Святого Лазаря в конгрегации мхитаристов в это время находился его старший брат Габриэл Айвазовский (1812–1880 гг.), видный религиозный деятель, историк, переводчик. В 1843 году под его редакцией начала выходить газета «Базмавен», которая в впоследствии стала журналом, издаваемым и в наши дни.
В 1848 году Иван Константинович Айвазовский женился на англичанке, дочери петербургского штабс-доктора, находившегося на русской службе, гувернантке Юлии Яковлевне Грефе. В письме к своему товарищу он писал: «…я женился как истинный артист, то есть влюбился, как никогда. В две недели все было кончено. Теперь, после восьми месяцев, говорю Вам, что я так счастлив, что не воображал половину этого счастья. Лучшие мои картины те, которые написаны по вдохновению, так как я женился». Юлия подарила мужу трех дочерей: Елену, Марию и Жанну. Однако семейная жизнь, увы, не сложилась. Из-за нежелания Айвазовского жить в столице Юлия Яковлевна ушла от мужа спустя 12 лет. Однако брак был расторгнут лишь в 1877 году. Сохранилась «Памятная записка тайного советника Ивана Константиновича Айвазовского по бракоразводному делу», из которой выясняются некоторые детали: «При болезненно раздражительном характере в жене Айвазовского развивалось нечто вроде мании жаловаться, клеветать, позорить своего мужа не только на словах и в частном быту, но и письменно, в многочисленных прошениях и жалобах, которые по своей неосновательности не могли иметь никаких других последствий, кроме того, что совместное жительство сделалось далее невозможным, и в последние 20 лет супруги почти не виделись».
Обосновавшись в Феодосии, Иван Константинович Айвазовский на протяжении полувека был душой общества крымских армян и всячески старался быть полезным своему народу. Так, за свой счет он построил церковь для армянского общества Старого Крыма, а многие армянские церкви бесплатно украшал своими полотнами. В помощь соотечественникам Иван Константинович не раз организовывал выставки своих работ.
Помимо живописи, деятельность Ивана Константиновича Айвазовского была связана с вопросами просвещения и образования. Им была открыта школа искусств, ставшая впоследствии одним из художественных центров. Так, братья Иван и Габриэл Айвазовские в 1857 году составили проект о переводе Армянского училища из Парижа в Одессу, с тем, чтобы молодое поколение было ближе связано со своим народом и могло бы получить образование в России. Габриэл Айвазовский решил этот вопрос с русским посольством в Париже. В представленной послу России графу Киселеву памятной записке Габриэл Айвазовский предложил построить на юге России школу, которая должна была стать духовно-теологическим центром. Прием, оказанный Габриэлу Айвазовскому в Петербурге, выглядел вполне понятным и естественным. Ему охотно дали разрешение на открытие школы в Феодосии, также дали возможность перевести из Парижа «Масьяцахавеи». С этой целью Габриэл и Иван возвратились в Крым и стали активно работать над воплощением в жизнь этого проекта. Иван Константинович обратился в Министерство просвещения России, к руководителям армянских общин Крыма и Нор-Нахичевана с просьбой о всяческом их содействии в создании в Феодосии армянского училища. Он писал: «Армяне Восточной и Западной Армении; Индии, Молдавии своих детей отправляют на учебу не в Париж, а в Крым, в Феодосию, и это училище будет крупным заведением, где самый бедный будет учиться бесплатно, а средний и богатый оплачивать определенную сумму». Его усилия оказались плодотворными, было получено разрешение правительства на открытие училища и типографии при нем в городе Феодосии. Инициативу двух братьев Айвазовских активно поддержал представитель крупной торговой буржуазии, известный в армянском мире богач городской голова города Нор-Нахичевана Артемий Павлович Халибян, пожертвовавший на постройку училища 50 000 рублей серебром, а дальнейшем еще 150 тысяч рублей серебром.
Артемий Павлович Халибян в течение 20 лет (пять сроков) был городским головой Нор-Нахичевана, одновременно состоял ктитором армянских церквей и с разрешения католикоса заведовал церковными деньгами.
В те годы в Нор-Нахичеване было социальное напряжение, бурлили страсти.
А. Халибяна обвиняли в злоупотреблением церковными деньгами. Противниками городского головы была молодая, прогрессивно настроенная интеллигенция. Архимандрит Габриэл приложил большие усилия для примирения противоборствующих сторон и ему удалось заключить договор примирения между ними.
