在克里米亞戰爭期間（1853—1856）阿爾弗裡德·諾貝爾已經回到了聖彼得堡，同他兩位哥哥一起在父親的企業裡工作。他父親的企業這時又擴大了，並且改名為「諾貝爾父子機械鑄造廠」。
當時俄國的軍隊急需武器裝備和現代化，大批國家訂貨使這家工廠生意興隆。儘管在那個很多方面落後的國家，招收技術工人和原料供應方面都有困難，伊曼紐爾·諾貝爾仍然設法生產了大量軍用材料，有些是他自己設計的，利用他自己製造的機床，並從瑞典招來了一些工頭從事生產。這個國家第一條鐵路使用的鐵器製品，他自己構造的快速火槍，以及裝配俄國第一批推進器兵艦所用的大炮和蒸汽機械等，都是由這家企業製造的。幾艘於十九世紀五十年代建造的兵艦，在第一次世界大戰中仍然服役這一事實，明顯地表明這家工廠產品質量是高超的。伊曼紐爾·諾貝爾於一八五三年曾被授與帝國金質獎章，表彰他在俄國工業中的「勤奮和技藝」，這對一個外國人來說是一種罕見的榮譽。
在工廠中，兒子們有廣闊天地進行實踐訓練，他們也充分利用了這一機會。路德維格·諾貝爾在晚年時曾經寫道：「我在任何一家工廠，都沒有像一八五四年至一八六○年在這裡那樣精力巨大，才藝也得到充分發揮。這幾年簡直是忙個不停地發狂工作。假如說世上還有賣勁大而報酬微的事，那麼，我也毫不懷疑。」
水雷是伊曼紐爾·諾貝爾進入俄國時所持的一張王牌。它很早就是一項軍事機密，是這個國家一項被遺忘了的財產；在戰爭期間，它也突然引起了人們直接的興趣，並且被證明是成功的。在他兒子羅伯特的幫助下，這位發明家在芬蘭的港口以及聖彼得堡的戰略要地喀琅施塔得城堡冰凍的入口布了雷。這一措施曾幫助防禦了由海軍上將內皮爾所指揮的英法艦隊的進攻，它有很大的重要性，並且由於這位海軍上將在給海軍部的報告中曾說過「芬蘭灣充滿了炸彈」這句話，從而被載入史冊。
伊曼紐爾·諾貝爾編寫了一本內容詳細而又裝幀美觀的書，介紹了他所製造的佈雷系統。這本書的題目是《無需陳兵設壘的海道港口防禦體系》。他的這本附有水彩插圖的書現在仍被珍藏著，一般認為它的法文原文很可能是出自他的兒子阿爾弗裡德之手。
一八五六年由於巴黎和約的簽訂，結束了這場戰爭。沙皇尼古拉一世這時也已經到他的祖先那裡報到去了，新政府撕毀了一切訂貨合同，於是，這家僱傭一千多名工人從事大規模生產的模範工廠，突然遭到了厄運。諾貝爾父子工廠迅速轉向生產蒸汽機這一單項產品。處於困境的伊曼紐爾·諾貝爾，由於為航行於伏爾加河和裡海的首批班輪設計生產了二十台蒸汽機，從而又建立了一項開創性的功績。但是，這家曾在俄國的工業化和國防中起過巨大作用的企業，當時已經到了難以維持的地步。因此，精通外語的阿爾弗裡德在一八五八年被派到倫敦和巴黎，去見那些可能願意提供貸款的銀行家，但不幸的是，他空手而歸。
在那些對一個外國人毫不同情的債主擺佈下，伊曼紐爾只好再次宣告破產。一八五九年他回到瑞典時，同二十二年前他剛到俄國時一樣窮。同他一起回國的有他的妻子安德烈特，和他們在俄國生的三個孩子中唯一活著的那個最小的兒子埃米爾（1843—1864）。
熟悉工廠事務的三個大兒子都留在聖彼得堡，試圖盡量挽回一點局面。此後幾年，當羅伯特和路德維格致力於把企業的財務情況搞好的時候，阿爾費裡德似乎被那些機械和化學試驗吸引住了；這些試驗是他過去進行過的，但由於生病和為他父親奔走而幾度中斷。現在重新開始的這種試驗工作出現的首批成果是，他頭一次獲得了在聖彼得堡三項發明的專利權：一八五七年的氣體計量儀，一八五九年的液體計量儀，以及同年的「改良型」氣壓計或流體壓力計（英國發明專利權，一八五七年第2705號，一八五九年第177號和第556號）。然而，這些發明都沒有什麼巨大普遍的重要性。