Призванием Б. Б. Голицына была наука, и ради этого призвания он готов был на любые жертвы. Он подал в отставку из флота, решительно отказавшись от легкой и блестящей военно — придворном карьеры, которую открывало ему его аристократическое происхождение. Его мечтой было поступить на физико — математический факультет Петербургского университета. Однако на этом пути Б. Б. Голицына ожидало тягостное разочарование. В университет принимались лишь люди, имеющие аттестат зрелости, т. е. свидстельство об окончании классической гимназии. Поэтому Б. Б. Голицылу было предложено сдать экзамен за полный курс гимназии, включая не только древние языки (латынь и греческий), но и арифметику, Закон Божий и т. д.
Не желая бесплодно тратить время на подготовку и сдачу экзаменов за восьмилетний гимназический курс, Б. Б. Голицын принимает решение поступить в один из заграничных университетов. Свой выбор он остановил на Страсбургском университете. Здесь талантливый, полный энергии Б. Б. Голицын получил возможность отдать все свои силы науке, не отвлекаясь никакими посторонними делами.
Весь образ своей студенческой жизни Б. Б. Голицын подчинил интересам научной работы. Спать ложился в 10 часов вечера, а вставал в 5 часов утра, напряженно работал в течение всего дня. Лишь по воскресеньям он предпринимал загородные поездки по живописным гористым окрестностям.
Б. Б. Голицын очень дорожил дружбой, завязавшейся у него в Страсбурге с П. Н. Лебедевым, который вскоре приобрел всемирную известность как выдающийся физик — экспериментатор. Оба они снимали комнаты у одной хозяйки и досуг стремились проводить всегда вместе, обычно в беседах на научные темы.
Весной 1890 года Б. Б. Голицын окончил Страсбургский университет.
После представления факультет) докторской диссертации он был удостоен высшей степени докторского диплома. Окончив Страсбургский университет, Б. Б. Голицын вернулся в Россию.
Не теряя времени, Б. Б. Голицын приступил к сдаче магистерских экзаменов при Петербургском университете, к которым на этот раз он был допущен без всяких возражений. В течение одной зимы Б. Б. Голицын сдал весь цикл экзаменов по специальности «физика». В этот цикл кроме основного предмета, физики, входили весьма серьезные экзамены по математике, механике и метеорологии.
Осенью 1891 года он был назначен приват — доцентом по кафедре физики в Московский университет.
В 1893 году Б. Б. Голицын уехал снова в Страсбург. По приезде в Страсбург он вновь принимается за научную работу. Этот год оказался годом начала научных успехов Б. Б. Голицына. Его научные заслуги получают все более и более широкое признание. Осенью 1893 года его приглашают занять кафедру физики в Юрьевском университете, и вскоре после этого, в том же году он был избран Академией наук в адъюнкты по кафедре физики и переселился в Петербург.
Избрание в академию дало возможность Б. Б. Голицыну проявить свои научные дарования. После нескольких физико — ме- теорологических работ, явившихся результатом его участия в экспедиции на Новую Землю для наблюдений за полным солнечным затмением в 1896 году, Б. Б. Голицын обращается к исследованиям по сейсмометрии, которые и принесли ему мировую известность. В 1900 году в Академии наук была учреждена Постоянная сейсмическая комиссия для наблюдений как над близкими, так и над удаленными землетрясениями. Дело в том, что в начале 1889 года геодезист Ребер — Пашниц установил в подвале Потсдамской обсерватории горизонтальные маятники, чтобы следить за периодическими колебаниями отвесной линии под влиянием лунно — солнечного притяжения. 18 апреля 1889 года на плавной кривой, которую воспроизводил маятник, появились сильные колебания, длившиеся в течение полутора — двух часов. Вскоре телеграф принес известие, что за несколько минут до начала этих колебаний произошло разрушительное землетрясение в Японии, на расстоянии около 9000 километров от Потсдама. Естественно было высказать гипотезу, что указанные колебания были вызваны проходящими упругими волнами, возникшими в земной коре под влиянием землетрясения и распространявшимися через внутренние твердые слои Земли. Эта гипотеза подтвердилась, и была установлена возможность регистрировать землетрясения с очень больших расстояний.
Б. Б. Голицын принял живейшее участие в работах сейсмической комиссии, предвидя широкое развитие и большое практическое значение нарождающейся новой науки — сейсмологии.
В конце ноября 1906 года Б. Б. Голицыным в подвале Пулковской обсерватории была открыта временная сейсмическая станция. В течение первых 40 дней было зарегистрировано 14 землетрясений, причем несомненным образом выяснились огромные преимущества новых, предложенных Б. Б. Голицыным сейсмографов. Сейсмограммы этих приборов дали отчетливую запись и показали отдельные фазы землетрясений, соответствующие приходу различных типов сейсмических волн.
С помощью приборов Б. Б. Голицына стало возможным не только определить расстояние до очага землетрясения, но и направление, в котором этот очаг расположен, и таким образом вычислить его географические координаты по данным от одной лишь сейсмической станции.