В это время занятия психологией не поощрялись: в университете не было психологического факультета, а сам предмет не входил в программу государственных экзаменов ни в школе, ни в университете
Почувствовагь настоящую тягу к психологии Н А. Рыбников смог только с прибытием в университет Г.И Челпанова в
1907 г., переведшегося из Киева в Москву. Рыбников поступил в семинар Челпанова и начал работать в созданной последним психологической лаборатории, а с 1908 г Рыбников начал исполнять обязанности ассистента Челпанова в практикуме по экспериментальной психологии
В это время Рыбников занимался изучением памяти (так, в 1909 г. он даже получил премию за работу об узнавании), и именно в это время, не без влияния Челпанова, у него сформировался устойчивый интерес к педагогической психологии.
Рыбников был твердо убежден в том, что теоретические выводы могут быть успешными только в том случае, если они неоднократно проверены на практике. В полном соответствии со своим убеждением, несмотря на отрицательное отношение к этому начинанию Челпанова, Рыбников максимально возможно приблизился к народу: занялся изучением способностей деревенских школьников и методами преподавания сельских учителей.
В это время Рыбников занимается изучением идеалов юношества, выбора жизненного пути и профессии применительно в основном к представителям сельской молодежи.
Одновременно с этим Рыбников получал высшее образование (поступив в университет в 1905 г., он смог официально закончить его вследствие различных причин только в 1917 г.); он собирал всяческие материалы о развитии детей, включая родительские записи и дневники, наблюдения учитедей, диктанты, сочинения и т.д. Обучаясь в университете, он параллельно занимался анализом психологической литературы, теоретических работ и экспериментальных исследований в интересующих его областях психологии.
С 1911 г. рецензии и обзоры Н.А. Рыбникова регулярно публикуются в журнале «Вопросы психологии и философии» и в других специализированных журналах. Так, наиболее удачными его рецензиями принято считать рецензии на книги Г.И. Россолимо и Ф.Е. Рыбакова.
В это время Рыбников начинает читать курс психологии в академическом кружке самообразования при обществе бывших воспитанников императорского Московского коммерческого училища, который состоял из 8 лекций и был посвящен памяти, умственной работе и утомлению, ощущениям, методам экспериментальных исследований в психологии, отношении души к телу — именно этими вопросами общей психологии определяется круг интересов Рыбникова в это время.
Уже в 1912 г. он, следуя своей заинтересованности в педагогической психологии, читает курс лекций под названием «Экспериментальная психология в применении к педагогике».
Собственные научные исследования Рыбников начинает публиковать именно в это время. В 1913 г. в журнале «Для народного учителя» появилась статья, озаглавленная «Идеалы деревенских школьников», где рассказывалось на основе опросов детей 8—14 лет о том, кто из известных людей — близких, общественных деятелей, литературных героев и т.д. — больше других привлекает деревенских школьников.
По результатам опросов в этой статье делается следующий вывод: с возрастом дети начинают более критично относиться к окружающим людям и при выборе своего идеала переходят от близких родственников к общественным деятелям. Также интересно то, что, по наблюдениям Рыбникова, девочки намного чаще, чем мальчики, выбирают в качестве примера для подражания религиозные идеалы и, кроме того, больше тяготеют к материальным благам. Вследствие чего Рыбниковым был сделан следующий педагогический вывод: «Школа должна привести ребенка в общение с великими душами, примером которых мог бы воодушевиться ребенок». В том же году публикуется работа под названием «Детские рисунки, их психологическое и педагогическое значение». Осознав педагогическую ценность детских рисунков, Рыбников организует сбор детских рисунков в деревенских и городских школах.
В 1914—1916 гг. выходят следующие его статьи: «Конкретные представления у детей», «Деревенский школьник и земство», «Социальные понятия деревенского школьника», «Опыт экспериментального узнавания и репродукции», «О логической и механической памяти». Также им была выпущена программа для наблюдения над душевным развитием ребенка — «Как изучать ребенка».
В 1918 г. он начинает вплотную заниматься одной из наиболее интересующих его тем — биографическим методом и его применением в психологии. С его точки зрения, необходимо всесторонне научно изучить как можно большее число биографий согласно так называемой «психографии» — определенной схеме, содержащей перечень призйаков и свойств, необходимых при изучении индивидуальности.
Отдельным аспектом занятий Рыбниковым психологией является изучение им особенностей и трудностей выбора профессии. Так, отдельным изданием выходит книга Н.А. Рыбникова «Психология и выбор профессии». В 1918 г. он организовал в Педагогическом музее Учительского дома цикл лекций по профориентации — во время, когда само понятие «профессиональная ориентация» была в новинку для системы образования. Главной задачей психологов была систематизация индивидуальных особенностей личности в целях выяснения, подходит ли данная личность конкретной профессии.
В 1920 г. выходит книга Рыбникова «Биографии и их изучение», в 1923 г. — сборник статей под редакцией Рыбникова «Современный ребенок». В 1926 г выпущены книги «Выбор профессии и школа», «Язык ребенка», «Интересы современного школьника», «Детские рисунки и их изучение». В 1930 г. изданы еще 3 его книги — «Крестьянский ребенок», «Автобиофафии рабочих и их изучение», «Память, ее психология и педагогика». В свое время Рыбников уделил офомное внимание проблеме игры и роли ифушки в развитии ребенка.
Несмотря на удивительную работоспособность, Рыбникову в конце 1930 г. приходится покинуть Психологический институт и поступить на работу в Центральную психофизиологическую лабораторию НК связи.
Только в 1938 г. ему удалось возвратиться в Институт психологии, где на посту директора кабинета истории психологии он и встретил Великую Отечественную войну.
Во время Великой Отечественной войны Н.А. Рыбников исполнял обязанности директора Института психологии, продолжая заниматься научно-исследовательской работой, и в частности работами, имеющими оборонное значение, что послужило одним из оснований для нафаждения Рыбникова медалью «За оборону Москвы».
В послевоенные годы Николай Александрович продолжает публиковать материалы, касающиеся изучения круга детских представлений и проблем использования художественной литературы в семейном воспитании: проведение сравнительных анализов характеристик детей—героев классической детской литературы (СТ. Аксакова, В.Г. Короленко, Л.Н. Толстого и других классических писателей).
Также в это время Рыбникова чрезвычайно занимают проблемы индивидуального подхода к учащимся в школьном обучении. В 1949 г. в статье он анализирует педагогические и чисто психологические причины неуспеваемости. Учитель, по мнению Рыбникова, имея в своем распоряжении уникальную возможность наблюдения за ребенком в различных условиях общения и обучения, должен учиться видеть и понимать ребенка, анализировать ситуацию в семье ребенка, изучать работы каждого конкретного ребенка, на основании чего преподаватель должен иметь краткое «дело-характеристику» на каждого своего питомца, чтобы выявить индивидуальные причины и динамику неуспеваемости.
Вообще, проблемы неуспеваемости очень долго интересовали Рыбникова. Так, в статье «Динамика успеваемости учащихся по орфографии» были проанализированы диктанты, написанные с 1899 по 1935 г., и были сделаны следующие выводы: среднее число ошибок на одного ученика в 1899 г. составляло 4,5, а в 1935 г. — 7,2, однако категории, в которых были сделаны эти ошибки, в целом остались неизменными, принимая во внимание упразднение старой системы алфавита.
Также одним из интересующих Рыбникова аспектов было изучение истории детства, т.е. всестороннее изучение всех тех изменений, которые претерпевают следующие друг за другом детские поколения. Для изучения истории детства Рыбников рекомендует привлекать художественную литературу и автобиофафические материалы. Так, важнейшим источником Рыбников считает дневники родителей, в которых отражается раннее детство, школьный период развития ребенка, а также юношеские дневники, предоставляющие пытливому исследователю ценнейший материал.