С 1936 года по приглашению профессора, он становится ассистентом кафедры зоологии Ферганского пединститута и знакомится с методами гидробиологических исследований, выезжает в первые экспедиции на водоёмы, занимается сбором зоопланктона – микроскопически мелких ракообразных – главных представителей животного мира рек, озёр, прудов и рисовых полей Ферганской долины. Другим, весьма значимым наставником А. Мухамедиева был его научный консультант Арвид Либорьевич Бенинг, профессор Санкт-Петербургского Зоологического Института (ЗИН) Российской Академии Наук, с которым он постоянно общался, так же, как и с другими учеными – основоположниками гидробиологической науки, а также с профессорами Среднеазиатского (ныне Национального) университета Республики Узбекистан А. Л. Бродским, Т. З. Захидовым, А. Т. Тулагановым и многими другими специалистами. К началу Второй мировой войны и эвакуации в Среднюю Азию большого числа людей из Европейской части страны, А. Мухамедиев трудится над внедрением результатов своих исследований в создание отрасли рисоводства в Узбекистане.
Несколько ранее, ещё в 1930-е годы, результаты его опытов и наблюдений на водоёмах Зарафшанского оазиса и Ферганской долины были положены в основу разработки методов борьбы с малярией и акклиматизации гамбузии – рыбы, завезенной из южных штатов США. В 1942 году, на основе материала первых исследований комплекса ракообразных рисовых полей Ферганской долины он защищает кандидатскую диссертацию, и становится заведующим кафедрой зоологии и общей биологии Ферганского педагогического института, которой руководил более 40 лет.
В 1950-е годы, находясь в докторантуре ЗИН АН РФ, он продолжает расширенное исследование водоёмов Ферганской долины, тесно сотрудничает с коллегами из Института ботаники, Института зоологии Академии Наук Узбекистана, а также с учеными из ЗИН и других академических институтов. В 1958 году он успешно защищает в ЗИНе докторскую диссертацию, посвященную гидробиологии водоёмов Ферганской долины. Разработанная им типология рисовых полей стала основой развития рисоводства в странах Юго-Восточной Азии, где дополнительно к рису получают также товарную рыбу на основе разработанного им метода.
В 1960 году он получает ученое звание профессора и организует открытие аспирантуры по специальности «гидробиология» при кафедре зоологии и общей биологии Ферганского педагогического института. В период действия этой научной школы под его непосредственным руководством были защищены 26 кандидатских диссертаций по гидробиологии и ихтиологии водоёмов Узбекистана, Азербайджана, Казахстана, Киргизии, Таджикистана, Туркмении и Каракалпакии, а также 4 докторские диссертации, посвящённые фауне рыб. В то же время он курирует деятельность Отдела гидробиологии и ихтиологии Института