Следующий период в истории училища (1831—1842 гг.) связан с именем известного архитектора М.Д. Быковского, ставшего в 1835 г. его директором. По инициативе Быковского и при его непосредственном участии был проведён ряд преобразований, превративших училище в один из крупнейших архитектурных центров в стране. Эти преобразования были вызваны происходившими в русской архитектуре общими процессами, связанными со сменой стилей, и направлены на подготовку зодчих для работы в условиях нового стиля — эклектики.
В 1831 г. училище получило значительную самостоятельность от Дворцовой конторы [14], а в 1835 — полную самостоятельность от неё, хотя, конечно, связи училища с этим ведомством сохранились. Новое руководство, и в первую очередь Быковский, стремилось повысить статус учебного заведения до уровня Академии Художеств, что выразилось, в частности, в подчинении училища Министерству Императорского двора, которому в это время подчинялась и Академия.
В 1831 г. был создан особый руководящий орган — Конференция, куда вошли архитекторы Дворцового ведомства и ведущие педагоги. Конференция имела свой устав, согласно которому она «занимается усовершенствованием учебного курса училища и применением оного к архитектуре; почему её обсуждению и назначению подлежит конспект оного курса и успешнейшее согласно оному преподавание» [15]. Состав Конференции отражал традиционную для училища связь учебного процесса с практической строительной деятельностью. Практикующим архитекторам была предоставлена возможность влиять на содержание преподаваемых курсов с тем, чтобы они были максимально адаптированы к нуждам практической архитектурной подготовки. Вместе с тем, само создание подобного органа свидетельствует о желании руководства училища поднять преподавание в нём на более высокий теоретический уровень, поскольку впервые содержание курсов становится предметом специального серьёзного обсуждения как профессиональными зодчими, так и профессиональными педагогами. Таким образом, Конференция задумывалась как своеобразный мозговой центр, который должен был оказывать определяющее воздействие на развитие учебного заведения.
Стремление уравнять училище с Академией Художеств отразилось и на системе обучения. С одной стороны, Быковский сумел существенно поднять уровень теоретической подготовки учащихся. Это касалось, в первую очередь, преподавания технических предметов, необходимых зодчему. Помимо курса «О механизме сводов», читавшегося Мягковым, в 1832 году был введен курс физики, который вёл Е. И. Классен — сам выпускник училища, долгое время затем преподававший там математику [16]. Иными словами, он хорошо знал принятую в училище систему обучения и видел сё недостатки, на устранение одного из которых — недостаточного изучения технических дисциплин — и был отчасти направлен его курс. В качестве основного пособия при чтении курса Классен использовал написанный им самим четырёхтомный труд «Физика в приложении к зодчеству», изданный в 1835 г.
С другой стороны, после отделения училища от Дворцовой конторы была прекращена распространённая ранее практика преподавания архитектурных дисциплин архитекторами Дворцового ведомства, что привело к почти полному прекращению участия учеников в практических строительных работах. Интересно, что даже сам Быковский, в то время достаточно активно практикующий архитектор, ни разу не использовал воспитанников училища в качестве помощников при возведении своих построек, по крайней мере, никаких сведений об этом не выявлено.
Надо сказать ещё об одной особенности обучения в училище в период Быковского. При нём впервые в истории русского архитектурного образования начал читаться курс истории древнерусского зодчества, автором которого был П. С. Максютин [17]. Им же читалась история мировой архитектуры. По обоим этим предметам Максютиным были подготовлены рукописные учебники, которые предполагалось издать. Появление в программе этого курса положило начало процессу изучения в училище древнерусского наследия и позволило ему спустя несколько лет превратиться в крупнейший центр русской историко-архитектурной науки.
Все педагоги, преподававшие в это время, были воспитанниками училища — И. Ф. Михайлов, В. Ф. Иванов, П. С. Курочкин и др., кроме самого Быковского, получившего архитектурное образование в частной школе Д.И. Жилярди. Среди преподавателей художественных предметов в это время также стали появляться выпускники училища — М.И. Лопыревский, Д.С. Индейцев, которые постепенно вытесняли педагогов из Академии Художеств. Интересно, что в некоторых случаях выпускники училища преподавали не только архитектурные и художественные дисциплины, но и другие — французский язык, российскую словесность, мифологию и пр.
Вообще, Быковский уделял большое внимание преподаванию художественных дисциплин, считая их важной частью образования академического уровня. Сам он начинал свою педагогическую деятельность в училище в 1823 г. учителем рисования пейзажей; может быть именно поэтому он, прежде всего, счёл нужным упорядочить систему обучения этим предметам. За образец опять была взята Академия Художеств. По инициативе Быковского был введён курс «Теория сочинения человеческих фигур по отношению к рисовальному искусству», преподававшийся им самим. Этот курс, содержавший в себе сведения по антропометрии — теории соразмерности частей человеческого тела, был, наряду с перспективой, тем минимумом художественных познаний, который, по мнению Быковского, был необходим архитектору.
Важное место в системе подготовки будущих зодчих занимало обучение рисованию орнаментов. Ведущими педагогами по этой дисциплине были несколько представителей семьи Артари. Первый из них, Джованни Батиста (Иван) Артари-Коломбо, приехал в Москву из Швейцарии около 1800 г. Его брат Джузеппе (Иосиф Иванович), приехавший в Россию, вероятно, примерно в это же время, начал преподавать в училище в 1832 г. и занимался этим более 30 лет, до 1863 г. Для воспитанников училища им была написана книга «Принципы рисования орнамента, предназначенные для юношества», изданная в 1854 г. [18], по его рисункам также было изготовлено несколько десятков слепков различных архитектурных орнаментов, которые активно использовались в процессе обучения. Впоследствии он привлёк к преподаванию своего брата Джованни Батисту, который работал в училище в 1840— 1848 гг. Самым известным из этой династии орнаменталистов был сын Джованни Батисты Иосиф Иосифович Артари-Коломбо, преподававший в училище в 1850-1856 гг. [19].
Необходимо сказать ещё об одной особенности педагогического коллектива училища. Большинство педагогов совмещало преподавание в нём с работой в других учебных заведениях. Помимо Московского университета, это Межевое училище (позднее Константиновский межевой институт), где преподавали И.Т. Дурнов, К.И. Рабус, П.С. Курочкин и И.И. Вивьен; Мещанское отделение технического рисования, позднее преобразованное в Первую рисовальную школу (И. И. Артари-Коломбо, М.Г. Захаров, СМ. Любецкий); Рисовальная школа С. Г. Строганова — Вторая рисовальная школа (Дж. - Б. и И. И. Артари-Коломбо, К.И. Рабус, П.П. Зыков, П.А. Герасимов, П.А. Десятов) , а также Воскресные рисовальные классы при последних двух заведениях [20]; Земледельческая школа (М. И. Лопыревский, П.П. Зыков); Александровский сиротский институт (Н.И. Билевич, А.Д. Быковский, И.И. Вивьен, Д.Н. Дубенский); Московская практическая коммерческая академия (Н.И. Билевич, М. С Гастев, Е.И. Классен) и многие другие. Отдельно нужно сказать о Московском художественном классе, созданном в 1832 г, а затем преобразованном в Училище живописи и ваяния. В числе основателей этого учебного заведения, послужившего основой для создания Московского училища живописи, ваяния и зодчества, были преподаватели Дворцового училища А . С Ястребилов, И.Т. Дурнов и Ф. Ф. Кинель, а позднее там работали К.И. Рабус, С. К . Зарянко, Е.Я. Васильев и П.А. Десятов, воспитавшие целую плеяду знаменитых художников.