bir kültür merkezi oluşturmanın şartlarından birinin de bilim adamlarını bir araya toplamak olduğunu bilen fatih, ali kuşçu'ya istanbul'da kalmasını ve medresede ders vermesini teklif eder. ali kuşçu, bunun üzerine, tebriz'e dönerek elçilik görevini tamamlar ve tekrar istanbul'a geri döner. istanbul'a dönüşünde ali kuşçu, fatih tarafından görevlendirilen bir heyet tarafından sınırda karşılanır. kendisi için ayrıca karşılama töreni yapılır. ali kuşçu'yu karşılayanlar arasında, zamanın uleması istanbul kadısı hocazâde müslihü'd-din mustafa ve diğer bilim adamları da vardır.
istanbul'a gelen ali kuşçu'ya 200 altın maaş bağlanır ve ayasofya'ya müderris olarak atanır. ali kuşçu, burada fatih külliyesinin programlarını hazırlamış, astronomi ve matematik dersleri vermiştir.
ayrıca istanbul'un enlem ve boylamını ölçmüş ve çeşitli güneş saatleri de yapmıştır. ali kuşçu'nun medreselerde matematik derslerinin okutulmasında önemli rolü olmuştur. verdiği dersler olağanüstü rağbet görmüş ve önemli bilim adamları tarafında da izlenmiştir. ayrıca dönemin matematikçilerinden sinan paşa da öğrencilerinden molla lütfi aracılığı ile ali kuşçu'nun derslerini takip etmiştir. nitekim etkisi 16. yüzyılda ürünlerini verecektir.
ali kuşçu'nun astronomi ve matematik alanında yazmış olduğu iki önemli eseri vardır. bunlardan birisi, otlukbeli savaşı sırasında bitirilip zaferden sonra fatih'e sunulduğu için "fethiye" adı verilen astronomi kitabıdır. eser üç bölümden oluşmaktadır. birinci bölümde gezegenlerin küreleri ele alınmakta ve gezegenlerin hareketlerinden bahsedilmektedir. ikinci bölüm yer'in şekli ve yedi iklim üzerinedir. son bölümde ise ali kuşçu, yer'e ilişkin ölçüleri ve gezegenlerin uzaklıklarını vermektedir.
döneminde hayli etkin olmuş olan bu astronomi eseri küçük bir el kitabı niteliğindedir ve yeni bulgular ortaya koymaktan çok, medreselerde astronomi öğretimi için yazılmıştır. ali kuşçu'nun diğer önemli eseri ise, fatih'in adına atfen muhammediye adını verdiği matematik kitabıdır.