У 1854—1857 рр. працював на кафедрі астрономії Київського університету, читав курс геодезії, тригонометрії, сферичної, теоретичної та практичної астрономії. Водночас з 1855 р. був першим директором Астрономічної обсерваторії університету. Під керівництвом Федоренко було вибрано місце для розміщення обсерваторії, розроблено її проект, побудовано головний корпус та замовлено основні астрономічні інструменти. В 1856 р витримав іспит в Петербурзькому університеті і захистив там же дисертацію «О средних видимых движениях звезд», отримавши диплом на ступінь магістра астрономії.