В 1850 Высочайшим распоряжением упраздняется преподавание философии светскими профессорами, а чтение логики и психологии в Демидовском лицее возлагается на профессоров богословия: программы по этим наукам отныне составляются по соглашению с духовным ведомством (Щеглов, с. 131).

В 1850-м преподавательский состав лицея пополняется офицерами местного карабинерного полка. Такое решение принимает Совет учебного заведения для улучшения познаний студентов по курсу начального фронтового порядка (Покровский, с. 127).

В мае 1850 года профессором естественной истории в Лицей назначен Лев Ценковский. На службу в Ярославль Ценковский приезжает из африканской экспедиции Русского географического общества (РГО) по Судану. Во время путешествия он изучал африканскую флору и фауну, собирал коллекции для естественнонаучных музеев Академии наук. В Лицее Ценковский сменяет перешедшего в Ришельевский лицей Дмитрия Байкова, где они спустя несколько лет вновь встретятся и будут работать на одной кафедре.
Позже Лев Ценковский защитит докторскую диссертацию и будет удостоен Демидовской премии. Он станет одним из основоположников онтогенетического метода в изучении низших растений и животных, будет развивать представление о генетическом единстве растительного и животного мира, пропагандировать учение Чарльза Дарвина, предложит методы получения эффективной вакцины против сибирской язвы и создаст в России школу микробиологов.

В декабре 1850 года начинает читать курс законов государственного благоустройства и благочиния профессор Владимир Никольский.
Тогда же пост директора Лицея занимает писатель и управленец, талантливый Николай Коншин. В 1830-е он состоял в дружеской переписке с Александром Пушкиным, дружил с Кондратием Рылеевым и Евгением Баратынским, а будучи начальником канцелярии главного управляющего Царским Селом, Коншин издал альманах «Царское Село», где опубликовал стихотворения Пушкина и других поэтов «пушкинской плеяды».

В начале 1850-х годов ярославское дворянство жертвует лицею капитал на 5 стипендий для «несостоятельных» дворян (Покровский, с. 140). Отметим, что в 1851 году Демидовский лицей содержит на свои средства 19 студентов, из которых 7 человек – выходцы из дворянских семей, а 12 принадлежат к другим сословиям (Щеглов, с. 155-156).

4 февраля (23 января по ст. ст.) 1851 года Высочайше утверждена особая «инструкция директору Демидовского лицея» от Министерства народного просвещения. Эта инструкция усиливает надзор за преподаванием, возлагая на директора наблюдение за точным исполнением преподавателями своих обязанностей. Каждый профессор обязан перед началом учебного года предоставить директору подробную программу предмета, объяснить в ней последовательность и способ преподавания, указав используемые на лекциях сочинения. Кроме того, необходимо, чтобы «ясно и положительно выражалось везде благоговение к святыне, преданность государю и любовь к отечеству и чтобы в ученых диссертациях не было начал, противных нашему государственному устройству (Щеглов, с. 130). Директор отчитывается о правильности «духа и направления преподавания» перед попечителем Московского учебного округа.
В августе 1851 года директор Лицея Николай Коншин пишет в отчете:
«Бдительный мой надзор за лекциями и ответы студентов при испытаниях вполне меня убедили, что для них ясно выражена истина, что в науках естественных развязка непостижимого умом скрывается в небе и лишь объясняется священными верованиями христианина, <…> и что благосостояние нашего могучего отечества может только блюсти самодержавие…» (Головщиков 1887, стр. 119-122).

В 1851 году Демидовский лицей посещает министр народного просвещения князь Платон Ширинский-Шихматов, не принявший по итогам своего визита никаких мер по улучшению хозяйственного положения Лицея (Щеглов, с. 144).

Тем не менее некоторые изменения происходят. В 1851 году деревянную лестницу заменяют каменной, с чугунными ступенями, площадками и перилами. Устроен Актовый зал, удобные и красивые аудитории. Кабинеты – физический, технологический, минералогический, зоологический и ботанический – расширяются. В этом же году бывший ярославский уездный предводитель дворянства Петр Бем строит при Лицее на свои средства оранжерею и теплицу, снабжая их редкими растениями. Он же дарит ботаническому кабинету микроскоп (Анисков, с. 55).

 В 1852 году почетный попечитель Лицея Павел Демидов получает ответ от министра государственных имуществ на свои предложения о новом преобразовании Лицея. В записке Демидов излагал, что учебную программу невозможно уложить в трехгодичный курс (профессора вынуждены излагать предметы поверхностно). Вместо смешения юридических и камеральных наук стоит «предпочтительно развивать» науки камеральные, т.е. оставить только кафедру гражданских и уголовных законов, знание которых необходимо для поступления на государственную службу. К тому же, попечитель Демидов предлагал продать крестьян в принадлежащих Лицею имениях «по сто рублей серебром за душу». Однако эти предложения Павла Демидова не находят поддержки у попечителя учебного округа и в министерстве (Покровский, с. 147-148).

Капитал Демидовского лицея сокращается: в 1852 году на 119 человек уменьшается число крестьян в имениях учебного заведения, прекращен отпуск средств из казны на хозяйственные расходы. Поэтому учебное заведение освобождается от взноса в пенсионный капитал и государственное казначейство из-за «крайней недостаточности средств лицея, который содержится на собственные доходы» (Щеглов, с. 154).

С 1852 года воспрещается приглашать на вакантные кафедры русских университетов иностранных ученых. Такая мера имеет целью оградить учебные заведения в России от иностранного влияния (Щеглов, с. 130).