Uno Cygnaeus oli koko Pietarissa olonsa ajan säännöllisessä yhteydessä kotimaahansa, varsinkin omaisiinsa. Suomessa hän kävi ainakin kesäisin ja Viipurin kaupungissa hän poikkesi vielä useamminkin. Myös Pietarissa Cygnaeuksella oli hyviä ystäviä ja tuttavia. Hän piti säännöllisesti yhteyttä Suomen omaisiinsa koko Pietarissa olonsa ajan.

Uno Cygnaeus oli asunut vuosina 1832-1833 Axianne Diederichsin kotona ja he olivat nuorukaisina myös vaihtaneet sormuksia keskenään. Cygnaeus kirjoitti helmikuussa 1854 kirjeen Axiannelle, joka asusti tuolloin Mariestadin kaupungissa Vätternin rannalla Ruotsissa. Uno Cygnaeus kosi kirjeessään Axiannea ja kertoi samassa kirjeessään äitinsä kuolemasta; äiti oli tullut maininneeksi jo aikaisemmin Axiannesta, että sellaisen miniän hän olisi itselleen halunnut. Axianne vastasi omassa kirjeessä yllättyneensä Cygnaeuksen kirjeestä ja luuli Cygnaeuksen tyysti unohtaneen hänet, vaikka hän ei ollut unohtanut Cygnaeusta. He alkoivat suunnitella seuraavaksi yhteistä tapaamistaan seuraavaksi kesäksi. Muutamia kertoja Axianne yritti tulla meren yli laivalla, mutta sotatilan vuoksi matkat jäivät yrityksiksi. Ainut mahdollisuus saapua Suomeen oli näin Haaparannan ja Tornion kautta.

Cygnaeus odotti nuorikkoaan sisarensa talossa Irjalassa, joka sijaitsi Janakkalassa. Hän lähetti sieltä ajomiehen Axiannea vastaan. Monien vastoinkäymisten takia vihkiminen kuitenkin lykkääntyi. Uno Cygnaeuksen lomakin loppui ja hänen täytyi käydä välillä Pietarissa. Lopulta nuorenparin häät pidettiin 15.9.1854 Kurkijoella Teuvan tilalla, joka tila oli Sebastian Gripenbergin hallinnassa. Avioliittoon vihittäessä Uno Cygnaeus oli 43-vuotias ja Axianne oli 36-vuotias. Toukokuun lopussa vuonna 1856 syntyi Cygnaeuksen perheeseen kaksoset, jotka saivat nimet Ellen ja Walter. Lisäksi perheeseen syntyi toukokuussa 1858 Johan sekä vuonna 1862 Uno.

Uno Cygnaeus oli pohtinut jo avioliiton solmittuaan mahdollisuutta poistua Pietarista. Cygnaeuksen välirikko kirkkoherra Sirénin kanssa sekä keisarin uudistussuunnitelmat kypsyttivät Cygnaeuksen lähtöpäätöstä Pietarista. Toukokuussa 1856 Cygnaeus kirjoitti Wiborg-lehteen artikkelin, Förslag till inrättande af en finsk uppfostringsanstalt för flickor i Finland. Lehtikirjoituksessaan hän kuvaili tyttöjen oppilaitoksen perustamista Suomeen. Koulutuksen esikuvana lienevät olleet hänen tuntemansa tyttöjen opinahjot: Petri-Schulen tyttökoulu, Venäjän naisopistot, Pietarin suomalainen tyttökoulu ja O. H. Gripenbergin tyttökoulu. Tyttökoulun ihanteellinen sijaintipaikka oli Cyngaeuksen mielestä Tampere.

Uno Cygnaeus kirjoitti kouluasiaa edistääkseen serkulleen Fredrik Cygnaeukselle kirjeen, jossa hän pyysi tätä Helsingissä vaikuttamaan siten aisiaan, että tyttökoulua käsiteltäisiin Snellmanin Litteraturbladissa. Oli aivan selvää, että asian taakse piti saada jokin näyttävä auktoriteetti, jotta asia edistyisi. Fredrik Cygnaeus keskusteli tästä asiasta Snellmanin kanssa. Snellmanin ei pitänyt ajatuksesta, että tyttökoulu toimisi osakeyhtiöpohjaisena. Hänen mielestään koulu tarvitsi valtion tukevaa suojaa. Wiborg-lehti myös vastusti koulun osakeyhtiöpohjaa, vaikka oli täysin muuten Cygnaeuksen kirjoituksen tukena liberaalina lehtenä.

Fredrik Cygnaeus ja Snellman luonnostelivat ehdotusta, jonka mukaan Uno Cygnaeuksen täytyisi hakeutua aluksi lehtoriksi jompaan kumpaan syksyllä 1857 perustettavaan siviililukioon; toinen lukio tulisi Hämeenlinnaan ja toinen lukio tulisi Viipuriin, kaupunkeihin, jotka jo entuudestaan olivat Cygnaeukselle tuttuja. Fredrik Cygnaeus uumoili, että pedagogin kokemuksellaan Uno Cygnaeus myös valittaisiin oppilaitoksen johtajaksi. Saatuaan ensin tarvitsemansa kiinteän jalansijan Suomessa Cygnaeuksen olisi paljon helpompi saada muita suunnitelmiaan edistettyä. Fredrik Cygnaeus ehdotti Uno Cygnaeukselle, että tämä valitsisi Hämeenlinnan lukion ja Fredrik lupasi tukea serkkuaan tämän suunnitelmien toteutumisessa.

Uno Cygnaeus teki työtä kahdella eri rintamalla: opetussuunnitelmien tekijänä sekä koulupoliitikassa. Välillä nämä tavoitteet menivät ristiinkin keskenään. Opetussuunnitelmien kehittämisen käsinkosketeltava tulos oli K. Bormannin kirjan suomentaminen, joka kirja perustui uuteen lukemaanoppimismenetelmään. Tätä menetelmää oli kokeiltu jo ennen vuotta 1856 Cygnaeuksen kirkkokoulussa alustavasti. Teoksen saama julkisuus ei kuitenkaan ollut Uno Cygnaeuksen kannalta pelkästään myönteinen asia. Myös Snellman kiinnitti huomionsa Bormannin kirjan arvostelussa Uno Cygnaeuksen toimintaan. Snellman kirjoitti, että Pietarissa vaikutti muuan maanmiehemme, maisteri Uno Cygnaeus, joka on toiminut vuosia sikäläisen suomalaisen koulun opettajana. Hän näyttää olevan niitä kasvattajia, joita Jupiter vihaa. Hän on antautunut tehtäväänsä kaikesta sydämestään ja kokemus on aina osoittanut, etteivät tällaiset kasvattajat menesty. Snellman suhtautui kirjaan myönteisesti, mutta Uno Cygnaeukseen henkilönä kielteisesti.

Kirkkoherra Klemens Johan Gabriel Sirelius (s. 27.6.1818 Kaavi ja k. 23.7.1888 Mikkeli) kirjoitti Uno Cygnaeukselle marraskuussa 1856, että kirkollisasiaintoimikunnan esittelijäsihteeri G. M. Waenerberg oli kutsunut kotiinsa neuvotteluihin professorit F. L. Schaumanin, A. F. Granfeltin ja M. Akianderin, rehtori M. Hackzellin ja Sireliuksen. Tämä ryhmä suunnitteli samanaikaisesti sekä kansakoulua että lähetystyön aloittamista Suomen suurruhtinaskunnassa. Tämä ryhmä piti Uno Cygnaeusta lähetystyön tekijänä. Sirelius vihittiin papiksi Porvoon hiippakunnassa 19.5.1847 ja pian tämän jälkeen hän suoritti filosofian maisterin tutkinnon. Seuraavaksi hän toimi pappina Sortavalassa, Kronstadissa ja Pietarissa. Helsingin virolais-lättiläisen sotilasseurakunnan saarnaajana hän toimi vuosina 1856-1865 ja palasi virkaansa jälleen vuonna 1871.

Ryhmän keskustelun tuloksena oli, että maan keskelle sijoitettu seminaari riittäisi aluksi tuomiokapitulien ehdottamien kolmen sijasta. Ei myöskään ollut järkevää sijoittaa seminaarin yhteyteen vuoro-opiskelukoulua – tätäkin tuomiokapitulit ehdottivat ja näin oli Ruotsissakin – vaan oli parempi perustaa veistokouluja. Ryhmän mielipide oli, että seminaariin oli syytä ottaa myös naisopiskelijoita. Uno Cygnaeus tiedusteli heti Sireliukselta seminaarin johtajasta. Sirelius ilmoitti käsityksenään, että Cygnaes saisi johtajan paikan, varsinkin jos hän tekisi ulkomaisen opintomatkan. Seminaarijohtaja-asiassa ei saattanut luvata mitään täysin varmaa, mutta ulkomaiden kouluolojen tuntemus lisäsi hakijan pätevyyttä tehtävään.

Syrelius suorastaan vaati Uno Cygnaesta julkaisemaan mielipiteensä koulukysymyksestä keväällä 1857. Artikkeli oli välttämätön ainakin siinä tapauksessa, että ulkomaan opintomatka ei toteutuisi. Uno Cygnaeus julkaisi artikkelinsa Wiborgissa, mutta hän samalla arveli olevansa poissa pelistä. Vaikka mitään näkyvää ei juuri tapahtunutkaan heti, taustalla toimittiin ahkerasti ja tähän toimintaan osallistui myös Snellman. Kansakouluasioista kirjoitti näkyvästi sanomalehtiin Meurman.

Syrelius ja Waenerberg paljastivat Cygnaeukselle marraskuun alussa 1857 suuren salaisuuden: senaattiin oli tulossa kansakouluasia käsittelyyn. Tärkein asia Uno Cygnaeuksen kannalta oli, että Waenerberg ei tuntenut ketään sopivampaa henkilöä ulkomaiselle opinto- ja tutkimusmatkalle kuin Uno Cygnaeus. Waenerberg oli asian esittelijänä jo tästä asiasta kirjoittanut oman muistionsa. Senaatti käsitteli asiaa täysistunnossaan 2.11.1857. Istunnossa mainittiin, että Suomen talousseura oli pitänyt kansakouluasiaa erittäin tärkeänä. Kolmannella kerralla asiaa senaatissa käsiteltäessä 23.11.1857 senaatin talousosaston varapuheenjohtaja, L. G. Von Haartman jätti pöytäkirjaan eriävän kantansa.

Huhtikuun alussa vuonna 1858 Sirelius ilmoitti Uno Cygnaeukselle, että kansakoulua koskeva julistus oli annettu. Pastori Sirelius oli tyytyväinen erityisesti siitä, että seminaariasia oli hyväksytty esitetyssä muodossa julistuksessa. Kansakoulunopettajien valmistusta varten perustetaan seminaari, jossa on myös naisten osasto. Seminaari sijoitettaisiin myöhemmin määrättävälle paikkakunnalle. Taustalla käytiin Uno Cygnaeuksen kohtalosta kovaa vääntöä. Kuitenkin 22.4.1858 Sirelius ilmoitti Uno Cygnaeukselle, että Cygnaeus oli valittu seminaarijohtajan virkaan. Julistus kansanopetuksen perusteista oli annettu 19.4.1858. Uno Cygnaeus saapui Helsinkiin kevään ensimmäisellä laivalla Pietarista heti jäiden lähdettyä. Cygnaeusta olivat Helsingissä vastassa Furuhjelm ja Waenerberg, jotka toivottivat Cygnaeuksen sydämellisesti tervetulleeksi kotimaahan. Berg sitä vastoin otti Uno Cygnaeuksen vastaan diplomaattisen viileästi.