Затем Лев учился на медицинском факультете Харьковского университета, на факультете восточных языков С.-Петербургского университета (на арабско-персидско-турецко-татарском отделении) и, вольнослушателем, в Императорской Академии художеств.

В 1858 г., в 20 лет, благодаря знаниям восточных языков, его включают в миссию генерала Б. П. Мансурова, направленную на Ближний Восток с целью улучшения быта паломников в Иерусалиме и подготовки всего необходимого к приезду в Палестину великого князя Константина Николаевича. Однако юноша вскоре был вынужден покинуть эту службу. Он поступает в другое учреждение, действовавшее заграницей, — Русское общество пароходства и торговли. Проплавав некоторое время в качестве переводчика на Дунае и северном Причерноморье, он покидает и эту организацию и прибывает в Венецию, так как решает стать профессиональным художником. Именно в тот период, в 1860 г., начинается знаменитый гарибальдийский поход на итальянский Юг. Пылкий юноша загорается идеями Гарибальди — освобождение нации от иностранного ига и ее объединение — и уходит добровольцем в т. н. Армию Тысячи, которая высадилась на Сицилии, затем взяла Неаполь и всю южную часть Апеннин, сокрушив неаполитанское королевство Бурбонов. Мечников, правда, не попал в состав той самой знаменитой Тысячи, которая, уплыв из Генуи, уже высадилась на Сицилии, но почти сразу после этой успешной высадки он — на острове, где получает красную рубашку и офицерский чин (благодаря языковым способностям), участвуя в дальнейшем походе и даже получив ранение под Неаполем, близ Капуи. В этой самой крупной битве гарибальдийцев с бурбонским войском Мечников организовал особую цепочку обороны и был замечен Гарибальди.

Русский гарибальдиец остался в Италии, потому что подпадает под возможное наказание на родине: подданным Российской Империи не дозволялось воевать в «чужих» армиях, тем более в таких, как Армия Тысячи. Молодой человек решает жить на Апеннинах, посвятив себя делу объединения страны (на республиканских принципах). Обосновавшись в Тоскане (в Сиене), он выпускает политическую газету на итальянском языке — «Flagello» («Бич»).

Он сближается с флорентийским кругом художника Николая Ге, много узнаёт о жизни русских художников за границей. Там же, во Флоренции, он знакомится с очаровательной и интеллигентной русской дамой — Ольгой Ростиславовной Скарятиной, урожденной Столбовской, женой богатого сибирского золотопромышленника и журналиста В. Д. Скарятина. Хромой Мечников, невзрачный на вид, без средств к существованию, тем не менее серьезно увлекает ее и они объединяют свои судьбы. Эту историю он изложил, перенеся сюжет из Флоренции в Петербург, в своем первом художественном произведении, повести «Смелый шаг» (1863), которую мы впервые переиздаем.