父亲的企业这时又扩大了，改名为“诺贝尔父子机械铸造厂”。当时的俄国在军事工业方面很落后，而军队又急需现代化的武器装备，大批国家订货使他们的工厂生意兴隆。
伊曼纽尔设法生产了大量军用材料，还从瑞典招来了一些工头从事生产。俄国第一条铁路使用的铁器制品，俄国军舰所用的大炮和蒸汽机等，都是由这家企业制造的。几艘于19世纪50年代建造的军舰，在第一次世界大战中仍然服役，这表明这家工厂的产品质量是高超的。伊曼纽尔于1853年曾被授予帝国金质奖章，以表彰他在俄国工业中的“勤奋和技艺”，这对一个外国人来说是一种罕见的荣誉。在工厂中，儿子们有充分的实践机会，他们也充分利用了这一机会。
早在1841年9月，老诺贝尔就把黑色火药装进铁球发明了水雷。那时，在阿尔弗雷德·诺贝尔年轻的心里，对父子工厂里生产大量武器一直就持有怀疑、不解和反感的态度。诺贝尔认为，自己选择科学研究的道路，是为了给人们带来幸福，对促进世界的文明发展出力。但家族事业的发展似乎与他的愿望正好是相背离的。有一次阿尔弗雷德与父亲探讨起这个问题时，伊曼纽尔颇富哲理的观点帮助阿尔弗雷德解除了困惑，并且影响了阿尔弗雷德很长一段时间：“武器可以制造和平！我们可以不造武器，但不能阻止别的国家拥有武器，所以一旦战争发生，我们就无还手之力。武器并不是造成战争的直接原因啊，我们制造的武器如果非常强大，强大到只要一使用，就可以在最短的时间里毁灭敌我双方，这样也许就不会再发生战争了。”
阿尔弗雷德仍是一个病人。1854年夏天，他胃病复发，病情相当严重，使他无法工作，等到他能起床，医生劝他到弗兰第斯巴特疗养。他路过斯德哥尔摩曾留住在表妹阿尔塞尔家中，后来又在达拉罗停留了一段时期。
伊曼纽尔因为工厂接受了俄国国防部大批订单，急需阿尔弗雷德回去帮助他。
阿尔弗雷德虽然在柏林还有几笔交易未了，但他决定在二十一岁生日那天回到家里。他在从柏林回家途中给舅舅的信中写道：
我最后希望我将很快结束这种流浪生活，开始较有活力的生活。确实到结束的时候了，因为，这样的生活不仅单调而且令人厌烦。我觉得不能帮助我的父母和哥哥们，反成了他们的负担。虽然现在我还不能如我希望的恢复健康（我相信斯德哥尔摩和达拉罗比弗兰第斯巴特较利于我的健康），但我仍想在处理完柏林方面还未结束的业务后尽快回家。我的思家之情非言语可表达，我希望在本月二十一日回到家，这一天是我二十一岁的生日。
阿尔弗雷德在1857年仍在诺贝尔工厂工作。他在技术上的第一个发明，是1857年自行设计的气量表，在圣彼得堡取得专利。1859年他又发明了流体计测器和气压计，并获得了专利证。虽然这几项发明在当时并未产生广泛的影响，但确实已显露出阿尔弗雷德的发明天赋。此后，阿尔弗雷德就投身于炸药的研制，并为此贡献了自己的一生。
1860年，罗伯特和阿尔弗雷德合租下缪勒将军一座在涅夫斯基大街的住宅，并且设了一个办事处，房租并不便宜，他们这样做或许是为了维持面子，不致在债主和未来的顾客心目中声誉一落千丈。罗伯特要支付房租和兄弟两个人的生活费，这已经够让他为难的了。两兄弟的生活非常简朴，罗伯特每天的费用从未超过一卢布以上，而阿尔弗雷德经常患病，他生来心脏比较弱。有一次阿尔弗雷德又得了急性肋膜炎，罗伯特没有给弟弟治病的钱，这使他感到焦虑万分。
罗伯特还在诺贝尔父子工厂工作。他还是建筑师，并承办各项建筑业务，如修理卡桑教堂的工程。他还在圣彼得堡附近发现一种耐火黏土，并动手制造耐火砖，还制成赤土陶器艺术品。1860年的大部分时间，罗伯特从事重建克里洛夫轮船工作，后来这艘轮船航行在圣彼得堡附近，因经营业绩不好，到了那年秋天，罗伯特将它改造成水上锯木厂。1861年罗伯特与一位芬兰女子宝莲·兰格雷姆结婚。因为他年轻的妻子不喜欢俄国，加之自己在事业上不甚理想，半年后他们离开圣彼得堡到赫尔辛基定居。
在芬兰，罗伯特先是创办制砖厂，后以灯业为生，操起父亲的老行当。不过他的主意是把芬兰人用的老式灯改成煤油灯，点起来光线更明亮。因为罗伯特是外国人，不能申请开业执照，于是他聘请孙格伦为合伙人，出头办理工厂事务，并从杜派特和布希博士那里借来一万二千卢布开办了光明灯油厂。他写信给阿尔弗雷德说，他主办的灯油厂名为“光明”，但在经营方面却很“黯淡”。
1858年路德维希和他的表妹明娜·阿尔塞尔结婚，明娜在1859年6月10日生下长子，为了怀念老诺贝尔，路德维希给他取了伊曼纽尔这个名字，因为正在这时，老诺贝尔含恨离开圣彼得堡，动身返回瑞典。
路德维希夫妇之间非常恩爱，这种美满的婚姻正是阿尔弗雷德过去所梦寐以求的，他对这对夫妻的幸福以及他们对文化的浓厚兴趣深表羡慕，在这时那位初恋巴黎少女的身影又不时浮现在他眼前。
路德维希个性极强，很有自信，他知道自己有实力并且有责任重现诺贝尔家族事业的辉煌。
在1859年伊曼纽尔回瑞典时，法庭指定路德维希清理诺贝尔父子工厂的债务，精明能干的路德维希干得很出色，使所有的债主都感到很满意，并因此取得五千卢布的奖金。他在1862年10月1日开始创办自己的事业。路德维希用所得奖金中的大部分在维布尔格附近的伊克伏德租下一家小工厂，后来这家工厂在他的经营下，逐渐发展起来。正是依靠这家工厂，路德维希开始了自己的事业。
在克里米亚战争中保卫塞瓦斯托波尔要塞的英雄托特勒本现在已擢升为陆军工程署的监督人，他心里明白亏待了诺贝尔一家，就答应路德维希会把陆军部门大量的订单交给路德维希的工厂。
路德维希工厂的主要产品是各种兵器和战时应用的物资，如步枪、手枪、炮、炮架、水雷、地雷和其他军事装备。但路德维希意识到自己的工厂并不能完全依赖军用物资，父亲工厂的破产就是前车之鉴。
所以，他还大量生产其他产品，如工业上的生产工具——钻床、镗床等。
路德维希在1860年到1870年的10年时间里，致力于制造步枪和手枪。他的工厂在1867年到1870年按照当时先进的克尔和克林卡的方法，制成滑膛枪十万支。这种枪是从前膛装弹改为后膛装弹的，路德维希还进一步提出改进枪膛装弹方式，尽管未被采用，但这却是关于装弹问题最重要的一种发明。1871年路德维希和他幼年时代的俄国朋友毕德林陆军上尉奉命在波尔姆附近的伊舍夫国家工厂组织生产二十万枝来复枪（贝丹“Berdan”来复枪）。他们两人承租工厂八年，一切机械用具由路德维希的工厂提供。路德维希亲自监督工厂的工程师们和工头们指挥生产。政府不断增加订货额，结果八年内共生产来复枪四十五万枝，为沙皇亚历山大二世的军队的“现代化”做出了重要贡献。