Po powrocie do Petersburga Szmidt ponownie pracowała jako nauczycielka fizyki. W tym samym czasie rozpoczęła badania optotechniczne pod kierunkiem profesora Aleksandra Griszuna. W latach 1913–1914 studiowała na Uniwersytecie Manchesterskim, jednocześnie podejmując pracę w laboratorium Ernesta Rutherforda. Prowadziła tam badania nad radioaktywnością i na podstawie tych badań opublikowała dwa artykuły w czasopiśmie Philosophical Magazine. Jej badania obejmowały porównanie promieniowania gamma emitowanego przez różne pierwiastki promieniotwórcze i jego późniejszej absorpcji przez gazy. Podczas pracy w laboratorium uległa poważnemu wypadkowi, który prawie spowodował jej śmierć. Otworzyła ona pojemnik, który prawdopodobnie zawierał dwutlenek siarki. Substancja ta omal nie doprowadziła do uduszenia się badaczki.
W latach 1915–1916 kontynuowała studia na Petersburskim Uniwersytecie Państwowym. Podczas pierwszej wojny światowej opiekowała się uchodźcami i organizowała dla nich lekcje języka polskiego w szkole. Następnie podjęła pracę w nowo powstałym Petersburskim Uniwersytecie Politechnicznym. W 1918 r. w ramach organizowania tej uczelni powstał Instytut Rentgenowski i Radiologiczny, który został założony przez Joffego i jego współpracowników.