Осенью 1893 года Пальчинский поступил в Горный институт в Санкт-Петербурге — одно из элитных учебных заведений по подготовке инженеров в царской России. На вступительных экзаменах он получил прекрасные оценки, набрав, при максимальном результате в 12 баллов, по немецкому языку — 12, по физике — 10, по математике — 10.5, и по русскому языку — 8 баллов (в день этого экзамена он был нездоров). Тем не менее, даже с такими оценками он оказался лишь на двадцатом месте в группе из тридцати пяти человек, принятых в институт. Предметом особой гордости Пальчинского было то, что он поступил в институт без всякой протекции со стороны влиятельных друзей и высокопоставленных чиновников [9].
В студенческие годы Петр жил на такие скромные средства, что у него часто не хватало денег на то, чтобы как следует поесть. Мать писала ему: «Очень мне горько, что я совершенно бессильна поставить тебя в лучшее положение» [10]. Когда же она заболела и через несколько недель умерла, ему пришлось существовать лишь на очень небольшую студенческую стипендию. Чтобы пополнить свои доходы, во время каникул Петр нанимался рабочим на железные дороги, фабрики и даже на угольные шахты во Франции [11]. Именно тогда он проникся сочувствием к рабочим и их попыткам улучшить условия своего труда и его оплату. По иронии судьбы, из всех членов их большой семьи лишь он один сумел преуспеть в финансовом отношении, и многие из писем к нему от его братьев и сестер содержат просьбы о денежной помощи. Петр также отличался наиболее крепким здоровьем и уравновешенным характером, почти никогда не поддаваясь болезням и унынию, которые преследовали многих его братьев и сестер.
Подобно многим образованным молодым людям в России начала века, Петр Пальчинский был увлечен радикальными политическими учениями, сулившими надежду на лучший общественный уклад по сравнению с тем авторитарным и захудалым обществом, в котором ему довелось родиться. Уже смолоду ему пришлось пострадать за это увлечение. Еще будучи студентом Горного институтам, Пальчинский привлек к себе внимание царской жандармерии и попал в ее «черный список» как «руководитель движения» радикально настроенных студентов — очевидно потому, что в течение короткого времени он был председателем студенческого собрания. Это первое политическое затруднение оказалось предвестником множества неурядиц того же рода, ожидавших Пальчинского в жизни: пять или шесть раз его будут заключать в тюрьму, и почти все время он будет находиться под надзором сначала царской полиции, а впоследствии — и советских секретных «органов».
Семейное окружение Петра способствовало развитию у него интереса к политике и искусству. Ближайший к нему по возрасту брат Федор, который также старался оказывать материальную поддержку другим членам семьи, находил утешение от своей скучной работы (он был чиновником низкого ранга) в посещении театра, в общении с актерами на приемах и вечеринках, а порой и в добровольном исполнении обязанностей помощника режиссера. Когда Петр приезжал домой в Казань, он присоединялся к брату в посещении театра и прочих культурных мероприятий. Он тоже чувствовал сильное влечение к искусству, однако не погружался в него всем своим существом как это, по-видимому, произошло с Федором.
Подобно Федору, другие братья и сестры Петра также испытывали трудности в поисках приносящей удовлетворение работы, да и вообще своего места в жизни. Софья была болезненным и пассивным человеком. Она вышла замуж за гражданина России, мусульманина по вероисповеданию, которого звали Мухамед Сыздиков, и имела от него одну дочь, однако их брак был неудачным и впоследствии они разошлись.
Самая младшая из сестер, Елена — неисправимый романтик по натуре, — любила литературу, музыку и театр и мечтала стать художницей. Она ездила в Брюссель и Париж с целью посещения лекций по изящным искусствам и литературе. Находясь в Париже, она вошла в круг проживавших там политических эмигрантов из России, которые оказали на нее большое влияние. В 1898 году Елена присутствовала на парижском конгрессе социалистов, где впервые познакомилась с сочинениями Карла Маркса. Она просила Петра прислать ей «Капитал» в русском переводе, однако так и не получила его. Отказался ли Петр купить эту книгу, или она затерялась при пересылке, нам неизвестно. Как бы то ни было, в итоге Елене пришлось вчитываться в «Капитал» на французском языке.
Всегда испытывавшая недостаток в средствах, Елена совершила несколько поездок между Казанью и Брюсселем и в конце концов вернулась в Казань, где вскоре неудачно вышла замуж. Спасаясь бегством от брачных уз и скуки провинциального существования, она перебралась в Петербург, где получила работу банковского служащего, вызывавшую у нее глубочайшую тоску.