В рамках реорганизации в школе был также перестроен учебный процесс: введены новые дисциплины и предметы. Был обновлен и преподавательский состав, но при этом сохранен его основной костяк, состоявший из бывших генералов и офицеров старой армии. Во время учебы Ватутина в школе в ней преподавали генштабисты генерал-лейтенант В. И. Кедрин, генерал-майоры В. А. Ольдерроге, М. В. Лебедев, В. Н. Сокира-Яхонтов, артиллеристы генерал-майоры Е. Н. Дмитриевский и П. В. Шепелев и др. Всего, по подсчетам историков, в школе преподавало более 60 кадровых военных. В большинстве своем это были высококвалифицированные специалисты, обладавшие огромными как теоретическими, так и практическими знаниями. Таким наставникам было что сказать и что передать своим подопечным.
Воспитанник школы, а впоследствии начальник учебного отдела подполковник А. В. Никитин в своих воспоминаниях рассказывает, что «Киевская военная школа РККА в 1922—1928 гг. пользовалась большим авторитетом среди других военных школ. Каждый командир считал для себя огромной честью учиться в Киевской объединённой школе. Я с особым уважением вспоминаю о времени, проведенном в стенах школы, и никогда не забуду тех командиров и преподавателей, которые меня обучали и воспитывали».
Действительно, Киевская высшая объединённая военная школа была настоящей кузницей высшего комсостава. Показательный штрих. Ни в одной другой школе не обучалось столько будущих командармов и комкоров Великой Отечественной войны, сколько в этом учебном заведении. В ватутинскую пору здесь овладевали военными науками будущие командармы-общевойсковики Герой Советского Союза генерал армии Г. И. Хетагуров, генерал-полковник Л. М. Сандалов, Герой Советского Союза генерал-лейтенант А. Л. Бондарев, генерал-лейтенанты А И. Ермаков, Ф. С. Иванов, Г. П. Коротков, В. Д. Крюченкин, Л. С. Сквирский, командиры стрелковых корпусов Герои Советского Союза генерал-лейтенанты И. К. Кравцов, П. В. Тертышный, А. Д. Шеменков и генерал-майор А. В. Лапшов, генерал-лейтенанты И. М. Пузиков, Е. В. Рыжиков, Н. Л. Солдатов, Г. Н. Терентьев, Я. С. Фоканов, Ф. Е. Шевердин, генерал-майоры З. Н. Алексеев, П. Д. Артеменко, П. Н. Бибиков, М. Я. Бирман, А. А. Егоров, М. Е. Ерохин, И. П. Корязин, Д. П. Монахов, И. Л. Рагуля, А. Г. Самохин, Г. Г. Сгибнев... Если говорить о командирах соединений, то достаточно назвать имя Героя Советского Союза генерал-майора И. Д. Панфилова. В суровом 1941 году бойцы его дивизии покрыли себя неувядаемой славой, защищая Москву.
Учебная программа была очень насыщенной. Ватутин изучал с товарищами тактику, инженерное дело, артиллерию, военную топографию, военную администрацию, военную историю, воинские уставы, военную географию, связь... Традиционно важным в деле подготовки краскомов считались стрелковая, строевая и физическая подготовка, караульная служба.
«Учиться было нелегко, — вспоминал впоследствии еще один выпускник школы, генерал-лейтенант В. Д. Крюченкин. — Имея боевой опыт, военные дисциплины нам давались легче. Благодаря особому старанию в учебе, слушатели получали хорошую военную и образовательную подготовку».
С наступлением лета практически весь личный состав Школы выехал в Дарницкие лагеря, которые находились на левом берегу Днепра. Надо отдать должное командирам и преподавателям, которые создавали для слушателей обстановку, максимально приближенную к боевой. Под жарким, палящим солнцем Ватутин с товарищами на практике закреплял навыки владения оружием, отрабатывал тактические задачи в полевых условиях. «На полевых занятиях Ватутин был одним из самых пытливых и настойчивых, — пишет биограф М. Г. Брагин. — Он учился вести бой в приднепровских вековых лесах и в густых прибрежных зарослях кустарника. Здесь производил он топографические съемки, ходил по азимуту. Изучая скрытые подступы к Днепру, по-пластунски ползал низинами, определял глубину и режим течения великой реки, находил быстрины и отмели, ставил дымовые завесы, участвовал в наводке понтонных мостов, учился форсировать Днепр».
Киевскую высшую объединённую школу, как и раньше Полтавскую пехотную, Ватутин окончил с отличием. Причем досрочно. По возвращении в Чугуев он был назначен помощником начальника полковой школы. В этой должности Ватутин находился с ноября 1924 года по март 1925 года. А в марте 1925 года стал в одном лице командиром роты и начальником полковой школы.