В 1928—1929 годы он обучается на подготовительном отделении Узбекского государственного университета в г. Самарканде, а с 1 января 1930 года становится одним из первых студентов вновь открывшегося в г. Фергане Среднеазиатского государственного педагогического института, в котором обучались юноши и девушки из Узбекистана, Казахстана, Киргизии, Туркмении и Таджикистана – это был первый ВУЗ, готовивший кадры учителей для школ всего региона. До 1940 гг. почти весь состав преподавателей Ферганского педагогического института (нынешнего Ферганского государственного университета) состоял из профессоров и доцентов, прибывших из Москвы.
На их лекциях А. Мухамедиев с большим интересом вникал в основы физики, математики, химии и биологии; среди них особенно интересными были лекции профессора Сергея Васильевича Аверинцева – ученого-гидробиолога с мировым именем; несмотря на то, что занятия проводились на русском языке и несмотря на строгие требования профессора к студентам, его лекции по зоологии были весьма увлекательными, и поэтому Аулияхон Мухамедиев решил, что непременно станет учёным зоологом.
С 1936 года по приглашению профессора, он становится ассистентом кафедры зоологии Ферганского пединститута и знакомится с методами гидробиологических исследований, выезжает в первые экспедиции на водоёмы, занимается сбором зоопланктона – микроскопически мелких ракообразных – главных представителей животного мира рек, озёр, прудов и рисовых полей Ферганской долины. Другим, весьма значимым наставником А. Мухамедиева был его научный консультант Арвид Либорьевич Бенинг, профессор Санкт-Петербургского Зоологического Института (ЗИН) Российской Академии Наук, с которым он постоянно общался, так же, как и с другими учеными – основоположниками гидробиологической науки, а также с профессорами Среднеазиатского (ныне Национального) университета Республики Узбекистан А. Л. Бродским, Т. З. Захидовым, А. Т. Тулагановым и многими другими специалистами. К началу Второй мировой войны и эвакуации в Среднюю Азию большого числа людей из Европейской части страны, А. Мухамедиев трудится над внедрением результатов своих исследований в создание отрасли рисоводства в Узбекистане.
Несколько ранее, ещё в 1930-е годы, результаты его опытов и наблюдений на водоёмах Зарафшанского оазиса и Ферганской долины были положены в основу разработки методов борьбы с малярией и акклиматизации гамбузии – рыбы, завезенной из южных штатов США. В 1942 году, на основе материала первых исследований комплекса ракообразных рисовых полей Ферганской долины он защищает кандидатскую диссертацию, и становится заведующим кафедрой зоологии и общей биологии Ферганского педагогического института, которой руководил более 40 лет.