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回到圣彼得堡后，阿尔弗雷德开始在父亲的工厂工作。他从实习生做起，除学习机械车床的操作和削铁的技能外，也学习修理机械的故障。尽管这些工作都又脏又累，阿尔弗雷德还是干得兴致勃勃。此外，他还跟着哥哥罗伯特学习经营管理。
当时正值克里米亚战争时期（1853—1856），俄国的军队急需武器和装备，大批的军事订货使这家工厂生意兴隆。当时俄国第一条铁路使用的铁器制品，以及第一批推进器兵舰所用的大炮和蒸汽机械等，都是由这家企业制造的。1853年，伊曼纽尔·诺贝尔被俄国政府授予帝国金质奖章，以表彰他在工业中的“勤奋和技艺”，这对于一个外国人来说，是一种罕见的荣誉。
在工厂中，阿尔弗雷德和他的哥哥们有广阔天地进行实践训练，他们也充分利用了这一机会。路德维格·诺贝尔在晚年时曾经写道：“我在任何一家工厂，都没有像1853年至1860年那样精力充沛。那几年除了工作还是工作，简直像发了狂一样。”
水雷是伊曼纽尔·诺贝尔的一项重要发明，尽管它已经被人遗忘了很久，但是在战争期间，它又突然引起了政府的注意。在罗伯特的帮助下，伊曼纽尔在芬兰港口以及圣彼得堡的战略要地入口布了水雷。
正如俄军所料，英法联军的舰队企图占领喀琅施塔得港，再直入圣彼得堡。他们的舰队已到达芬兰湾了。不巧的是，有一艘俄国汽船竟误触水雷而沉没，看到这种情形后，英法联军立刻察觉到港口周围海面上浮着许多固定的水雷，因此他们放弃了攻打喀琅施塔得港的计划。这证明伊曼纽尔的水雷相当成功。
在战争爆发的第一年，诺贝尔家族的工厂雇佣了1000名工人，为俄国一些报废的船只制造机器和设备，将这些废船改装成蒸汽机发动的军舰。这期间，阿尔弗雷德去了欧洲一趟，去寻找图纸及一些急需的设备。最终，依靠英国的旧图纸以及阿尔弗雷德从埃里克森那里学来的知识，他们按时交付了设备。
第二年，他们的任务更重。军政部要建立一支现代化的海军，诺贝尔的工厂要在一年之内生产3艘海岸炮舰的发动机和大炮，以及另外100艘炮舰、14艘海岸炮舰、6艘巡洋舰的发动机。
他们每天的工作量相当繁重，往往太阳下山后依然留在工厂实验室继续从事各种研究。每天都有解决不完的问题——技术上、经济上的，人力、物力方面的。
战争爆发的第一年，阿尔弗雷德的胃病复发了，医生建议他去南部的温泉区疗养。阿尔弗雷德却希望去德国，他希望借着这个机会好好学习德语，因为德国有最好的化学技术。在赴德国之前，他先去了一趟瑞典的外公家。得益于外公一家的爱护和照顾，阿尔弗雷德的心情好了很多，接着，他来到阿尔卑斯山附近的温泉区疗养。
这是一个空气清新、风景秀美的温泉地，每日饱览群山景色，泡在温暖的泉水中，呼吸着新鲜的空气，阿尔弗雷德很快就恢复了健康。
他的德语也进步很快，很久就能流利地听说和写作了，他还去柏林购买了大量的化学参考书。
这些化学书籍使他回忆起小时候玩火药的情景，他热切希望早日回到圣彼得堡，从事各种化学实验。
他的父亲也盼着他回去，伊曼纽尔在写给岳父一家的信中说道：
感谢上帝让我亲爱的、勤劳的阿尔弗雷德恢复健康，我和他的母亲及哥哥们都非常珍视他的学识和永不疲倦的精力，这些优点是无可替代的。
1854年9月，阿尔弗雷德起程返回圣彼得堡。
他回到家中，准备大干一场。然而，此时战争的进程已经暴露出沙皇统治下的俄国可悲的弱点。正当此时，沙皇尼古拉一世又不幸病逝。1855年，一般人认为无法攻陷的塞瓦斯波托尔港也被攻陷了。
1856年1月，新即位的亚历山大二世向联军投降。
亚历山大二世从失败中总结教训。他认为失败的原因之一是俄国的军事装备赶不上英国和法国，他决定由国外工业来供应武器装备，并下令取消同国内企业签订的全部合同。这意味着诺贝尔工厂将不再有订单，这倒还说得过去，可是签了合同的机器已经投入生产，有的是半成品，有的已经准备交货，他们投入了巨大的人力、物力，现在一概取消，未免让人难以接受。尽管伊曼纽尔递交了申请要求赔偿，但是申请书并没有被呈交到沙皇手中，因为没有一个大臣愿意做这种吃力不讨好的事。
1858年，阿尔弗雷德被派往英国和法国，去见那些提供贷款的银行家，却空手而回。
一度繁荣、忙碌的诺贝尔工厂终于被迫停工，伊曼纽尔宣告破产。移民到俄国二十多年、对俄国机械工业贡献颇大的伊曼纽尔不得不回到瑞典。他的三个大儿子留在圣彼得堡，试图挽回局面。
伊曼纽尔带着妻子和在俄国出生的小儿子埃米尔回到瑞典，在以前居住的斯德哥尔摩海德堡租了一栋房子。这一年是1859年，阿尔弗雷德26岁。
路德维格被法庭指定清理工厂的债务。这项工作他做得很出色，因此得到债主们5000卢布的奖金。他就用这笔资金租了一个小工厂，吸取了父亲破产的教训后，路德维格不再依赖军事订货，他也开始生产一些工业用品，如钻床、镗床等。
罗伯特不像他的兄弟那样坚强和有毅力，他也没有路德维格的好运气。此后几年，罗伯特辗转做过好几种生意，如经营陶制艺术品和制砖厂等，最后都因资金紧张失败了。1861年，罗伯特偕妻子离开圣彼得堡，移居芬兰。
当哥哥们致力于赚钱时，阿尔费里德则被那些机械和化学实验吸引住了，这些实验是他过去进行过的，但由于生病和为父亲奔走而几度中断。他申请了三项专利：1857年的气体计量仪，1859年的液体计量仪，以及同年的改良型气压计。不过这些发明都没有什么重要性。