Экзамены Николай Федорович сдавал успешно, чувствовал себя уверенно, когда входил в большую аудиторию и брал экзаменационный билет, слышал шелест карт, бумаги. После очередной «пятерки» он посылал в Чугуев телеграмму. Все шло хорошо, но волнения закончились только тогда, когда он увидел в списке принятых в академию свою фамилию. Через два дня Ватутин убыл в Чугуев с предписанием, в котором было сказано: «Командиру 23-й стрелковой дивизии. На основании приказа начальника академии откомандировать слушателя 1-го курса Ватутина Николая Федоровича в распоряжение начальника академии для обучения на первом курсе».
В полку Николая Федоровича встретили с поздравлениями, но больше всех радовалась жена. Неделя ушла на передачу дел новому командиру роты, прощание с товарищами, и Ватутины убыли в Москву, решив по дороге заехать в Чепухино. Перед началом учебы слушателям предоставлялся отпуск.
Деревня изменилась в лучшую сторону. Трудно было, глядя на хорошо одетых, сытых, безусловно довольных жизнью людей, подумать, что всего пять лет назад они терпели нужду, умирали от голода. Родной дом с подновленной крышей радовал глаз свежевыбеленными стенами, настоящим забором вместо плетня, большим, как при деде Григории, огородом, скотным двором с настоящей живностью. Мать, братья, сестры гордились успехами Николая, единственного красного командира из их деревни, поступившего сейчас в военную академию. А уж Танюшу Иванову не узнали не только в Чепухино, но и в ее родной Вороновке. Отпуск пролетел незаметно. Николай Федорович с удовольствием поработал с братьями в поле, а Татьяна Романовна хлопотала по дому. Наступило время отъезда, и полдеревни пошло провожать Ватутиных.
Снова Киевский вокзал столицы. Все имущество молодой семьи уместилось вместе с владельцами в коляске извозчика. Ехали довольно долго. Общежитие для семейных находилось в Ваганьковском переулке. Здесь на шестом этаже старинного особняка, в восьмиметровой комнате, предстояло Ватутиным провести три года. Неприхотливые в быту, они быстро устроились на новом месте и были совершенно счастливы. Перед молодыми людьми открывался новый мир: огромный столичный город с театрами, музеями, концертными площадками. В двух шагах от общежития — Кремль, Красная площадь, Большой театр. Да мало ли чудес в Москве? Но Николай Федорович думал прежде всего об учебе.
1 сентября начались занятия в академии. Рабочий день у Ватутина с короткими перерывами длился с 7 часов утра до полуночи, а нередко заканчивался и в 2 часа ночи. Татьяна Романовна поступила в вечернюю школу. Конечно, в выходные дни Ватутины посещали театры, музеи, трижды выезжали с экскурсией в Ленинград, но главным все же оставалась учеба.
Академия располагалась на Кропоткинской улице. Старинное здание с просторными аудиториями, лучшей в стране военной библиотекой, физкультурным городком и тиром стало для большинства слушателей вторым домом. Первое высшее военно-учебное заведение советской республики, созданное еще в 1918 году, видело в своих стенах таких героев революции и Гражданской войны, как Павел Дыбенко, Василий Чапаев, Иван Тюленев, Леонид Петровский. К началу учебы в ней Ватутина академия превратилась в настоящую кузницу высокообразованных красных командиров. Возглавлял академию, сменив на этом посту 7 февраля 1925 года М.В. Фрунзе, «железный латыш» Роберт Петрович Эйдеман. Сын народного учителя, он в марте 1917 года вступил в РСДРП(б), был председателем солдатского полкового комитета. В октябре на 1-м Всесибирском съезде Советов был избран заместителем председателя ЦИК Сибири. В Гражданскую войну организовывал партизанское движение в Сибири, командовал отрядами, дивизиями на колчаковском и деникинском фронтах. В боях с Врангелем возглавлял 13-ю армию, которая громила врага в степях Таврии и Крыма. После войны был заместителем у Фрунзе, командовал Сибирским военным округом. В статье «Десять лет», посвященной юбилею академии, Эйдеман так определил ее задачи и уровень подготовки современного командира: «Мы делаем сейчас ставку на военно-техническую выучку академика, на умение не только принять решение, но и провести его в жизнь, пронизать основной идеей, вдохновляющей весь организм, каждое частное распоряжение и указание. Отсюда вытекает и то внимание, которое в настоящее время в учебных планах тактики уделяется военным играм на карте и на местности, технике управления и командному языку».
Научно-педагогический коллектив академии состоял из блестящих военных теоретиков, таких, как В.Ф. Новицкий, А.А. Свечин, И.И. Вацетис, Б.И. Доливо-Добровольский, А.К. Коленковский, Н.Е. Варфоломеев и другие. В марте 1927 года решением Реввоенсовета СССР им было присвоено почетное звание «преподаватель высшего военно-учебного заведения РККА», а немного позже «профессор высшего военно-учебного заведения РККА».