پشتکار و دلبستگی و توانایی آشتیانی در فراگیری به حدی بود که توانست دورة پنج سالة مدرسه را در ۳ سال به پایان ببرد و شاگرد اول مدرسه شود. وی در سال ۱۳۳۵ قمری (حدود سال ۱۲۹۶ شمسی) از سوی استاد کمالالملک، ابتدا به معلمی مدرسه و اندکی پس از آن به معاونت مدرسه برگزیده شد و پس از بازنشستگی کمالالملک، در ۱۳۰۷ شمسی به ریاست مدرسه انتخاب گردید.
استاد آشتیانی در این سفر که بیشتر به قصد بررسی و کسب تجربه انجام گرفت، به درخواست شرکت فیلمبرداری «اوفا» در آلمان از برخی هنرپیشگان معروف آن شرکت تک چهرههایی تهیّه کرد که بسیار مورد توجّه قرار گرفت و منجر به پیشنهاد استخدام در آن شرکت و اقامت دائم در آلمان شد ولی آشتیانی نپذیرفت و به ایران بازآمد.
استاد پس از بازگشت به تهران، در مدرسة دارالفنون، دانشکدة ادبیات و دانشسرای عالی به تدریس پرداخت. خدمات استاد اسماعیل آشتیانی در مدیریت مدرسة صنایع مستظرفه، تدریس در دارالفنون و دانشسرای عالی و کوششهای او در ترویج فرهنگ و هنر، سبب گردید که در ۱۳۲۵شمسی از سوی شورای عالی فرهنگ به او نشان درجة اول هنر و عنوان دکترای افتخاری اعطا گردد.
دکتر اسماعیل آشتیانی، در ۱۳۲۸ش با آنکه بیش از ۵۷ سال نداشت، به سبب خستگی جسمی و روحی به درخواست خود بازنشسته شد؛ اما کوشش هنری و فرهنگی وی پایان نپذیرفت و عضویت او در شورای عالی فرهنگ و هنرهای زیبا و انجمن ادبی فرهنگستان ادامه یافت. وی در این دوره در کارگاه شخصی خود، به پدید آوردن آثار تازهای نظیر : تابلوهای تک چهرة ازخودش، نامهنویس، بهلول در خواب، پرندههای تیرخورده، نوازندة آکوردئون و … پرداخت.