После окончания университета был оставлен стипендиатом для приготовления к профессорскому званию по кафедре русской истории. В 1884 году защитил в Петербургском университете магистерскую диссертацию на тему «Взаимные отношения Руси и Польши» и в том же году стал приват-доцентом Новороссийского университета (ныне — Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова) в Одессе. В 1888 году стал приват-доцентом Московского университета. С 1893 года являлся действительным членом Московского археологического общества[2].
В 1894 году защитил докторскую диссертацию на тему «Черты из истории сословий в Юго-Западной Галицкой (Руси) XIV—XV вв.» в Университете Святого Владимира в Киеве[2]. Львовское «Общество им. Шевченко» перевело эту работу на украинский язык, несмотря на то, что отношение Линниченко к украинскому партикуляризму уже тогда было откровенно холодным.
В 1895 году получил место экстраординарного, а с 1898 года — ординарного профессора Новороссийского университета. В 1913 году избран членом-корреспондентом Петербургской академии наук, а в 1901 году — Краковской академии наук. Принимал участие в международных конгрессах и съездах историков в Риме (1903, 1912), Афинах (1905) Берлине (1908), Каире (1910), Буэнос-Айресе (1910), Женеве (1912), Лондоне (1913)
С 1903 года по 1910 год возглавлял Одесское Славянское благотворительное общество имени Кирилла и Мефодия. С 1910 года по 1912 год возглавлял Одесское библиографическое общество и был главным редактором его «Известий». С 1906 года по 1917 год преподавал славянскую историю на Одесских высших курсах