В том же году профессор Иларион Алексеевич Чистович предлагал А.Л. Катанскому занять кафедру философии вместо тяжелобольного Василия Николаевича Карпова, но А.Л. Катанский высказал желание преподавать догматику. С 1867 г. до января 1869 г. А.Л. Катанский преподавал в Санкт-Петербургской духовной академии догматическое богословие совместно с инспектором академии архимандритом Хрисанфом (Ретивцевым), пока тот не был назначен ректором столичной семинарии. Первоначально А.Л. Катанский, по его собственному признанию, использовал труды западных богословов, «состоял в порядочном рабстве у немцев и освободился от него только после 1869 г., когда приступил к самостоятельной разработке предмета и составлению собственного лекционного курса». В 1869 г. по итогам первой баллотировки по академическому уставу того же года А.Л. Катанский был избран экстраординарным профессором, а 31 августа 1877 г., после успешной защиты докторской диссертации (5 июня того же года), удостоен звания ординарного профессора. В академических лекциях, содержание которых пришлось менять дважды (в связи с принятием академических уставов 1869 и 1884 гг.), А.Л. Катанский уделял внимание собственно системе догматического богословия и историческому изложению догматов в период библейский, святоотеческий, а также на Западе в средневековый и новейший периоды, кратко останавливался и на истории догматического богословия в России. С 1876 по 1878 гг. на кафедре догматического богословия трудился ученик А.Л. Катанского – приват-доцент А.С. Лебедев, который читал курс лекций по изложению догматов по Священному Писанию Ветхого Завета. В 1873–1874 гг. А.Л. Катанский замещал также преподавателя церковной археологии и литургики и из числа своих учеников подготовил преемника Николая Васильевича Покровского, написавшего под его руководством диссертацию «Происхождение древнехристианской базилики» (СПб., 1880 г.). В 1874 г. А.Л. Катанский выступил с доброжелательной, но принципиальной критикой учебного плана по уставу 1869 г., с проектом разделения всех наук академического курса на две группы или отделения (богословское и церковно-историческое) и с другим распределением общеобязательных предметов. Его статьи были анонимно напечатаны в «Церковно-общественном вестнике» Александра Ивановича Поповицкого (1874 г., №45, 47). В период действия устава 1869 г. на богословском отделении обучалось в разные годы от 10 до 25, редко больше 30 человек, причём на четвёртом курсе из этого числа только два – три студента выбирали в качестве специальности группу наук «основное, догматическое и нравственное богословие». Всего за период действия устава на богословском отделении было защищено 15 магистерских диссертаций, шесть из которых написано по догматике на темы, предложенные А.Л. Катанским. Это диссертации Н.М. Богородского «Учение св. Иоанна Дамаскина об исхождении Святого Духа» (СПб., 1879 г.), Фёдора Петровича Елеонского «Учение Оригена о Божестве Сына Божия и Духа Святого» (СПб., 1879 г.), Феофана Алексеевича Тихомирова «Трактаты Феофана Прокоповича о Боге едином по существу и троичном в лицах» (СПб., 1884 г.), протоиерея А.С. Лебедева «Ветхозаветное учение во времена патриархов: Опыт историко-догматического изложения» (СПб., 1886 г.), Ивана Алексеевича Орлова «Труды св. Максима Исповедника по раскрытию догматического учения о двух волях во Христе» (СПб., 1888 г.), протоиерея Ивана Васильевича Морева ««Камень веры» Стефана Яворского» (СПб., 1904 г.).