В 1904 году Асафьев поступает в Петербургскую консерваторию. На вступительных экзаменах в приемной комиссии присутствовали Римский-Корсаков, Глазунов, Лядов – судьбоносные фигуры в жизни Асафьева. Таким образом, будущий ученый стал студентом сразу двух виднейших ВУЗов. Здесь он сближается с С. Прокофьевым и Н. Мясковским. Общение с последним не только в значительной мере расширило кругозор Асафьева, но и убедило его заняться критической деятельностью. Также немаловажную роль в художественном развитии Асафьева сыграло знакомство с А.Н. Молас – известной певицей, сестрой жены Римского-Корсакова, другом Даргомыжского, Мусоргского, Бородина.
В 1908 году Асафьев окончил историко-филологический факультет Петербургского университета, в 1910 – Петербургскую консерваторию по классу композиции у А.К. Лядова.
С 1910 года он работал концертмейстером балета Мариинского театра, что послужило началом его тесной творческой связи с русским музыкальным театром. Здесь Асафьев глубоко вникает в искусство балета. Эти годы сыграли определяющую роль в становлении Асафьева как балетного композитора, помогли выработать серьезное понимание всех специфических законов музыкально-хореографического искусства.
Ценный вклад внес Асафьев в развитие отечественного балета. Своим творчеством он расширил традиционный круг образов этого жанра. В 1910–11 году появляются его первые балеты «Дар феи», «Лукавая Флорента» и «Белая лилия». Его лучшие балеты – «Пламя Парижа», «Бахчисарайский фонтан», «Кавказский пленник» – принадлежат к наиболее крупным достижениям реалистического направления в музыкально-хореографическом жанре.
Во время работы в театре Асафьев общался с крупнейшими представителями русского балета – Павловой, Нижинским, Карсавиной, Вагановой; известнейшими театральными художниками – Головиным, Коровиным, Серовым; балетмейстерами – Горским, Фокиным; балетным композитором и дирижером Дриго; застал в последние годы деятельности оперного дирижера Направника; был близко знаком с Шаляпиным, Собиновым, Ершовым и др.
Работа в такой высокопрофессиональной артистической среде очень сильно повлияла на формирование творческого мировоззрения и самых различных навыков Асафьева. Здесь он окончательно развил свой внутренний слух (который от рождения был абсолютным), умение читать «про себя» любые партитуры, отмечая все особенности письма – гармонии, полифонии, инструментовки и тонко вникая в музыкальное произведение. Годы, проведенные Асафьевым в театре внесли неоценимый вклад в становление художника-профессионала, истинного знатока музыкального искусства.