По новому уставу все ординарные профессора в течение трёх лет должны были представить диссертации или учёные сочинения для получения степени доктора богословия либо оставить службу в академии. В марте 1872 г. П.С. Казанский передал в Совет Московской духовной академии сочинение «История православного монашества в Египте» с дополнительными статьями «Об источниках для истории монашества египетского в IV и V вв.» и «Общий очерк жизни монахов египетских в IV и V вв.». Но 27 сентября 1872 г., после исполнения 30-летия академической службы, П.С. Казанский был забаллотирован академическим Советом на следующее пятилетие и уволен из академии. Ввиду отсутствия подготовленного кандидата для чтения лекций по всеобщей гражданской истории П.С. Казанскому было предложено продолжить чтение лекций в течение полугода (впоследствии продлевалось). В этой ситуации получение докторской степени потеряло практическое значение. Тем не менее, П.С. Казанский решил защитить диссертацию. Обсуждение проходило на заседаниях академического Совета 8 декабря 1872 г. и 25 января 1873 г. Было представлено семь отзывов: от церковно-исторического отделения, составленный Алексеем Петровичем Лебедевым и подписанный Николаем Ивановичем Субботиным, Сергеем Константиновичем Смирновым и Дмитрием Фёдоровичем Касицыным (отрицательный), от архимандрита Михаила (Лузина; отрицательный), положительные отзывы были получены от Василия Осиповича Ключевского, Павла Ивановича Горского-Платонова, Д.Д. Королькова, отдельное мнение А.П. Лебедева по поводу отзыва В.О. Ключевского и, наконец, обширный отзыв А.В. Горского, не лишённый критических замечаний, но в целом положительный. Мнение А.В. Горского сыграло решающее значение. Диспут был назначен на 27 марта 1873 г. Но вечером 26 марта стало известно, что 4 из 11 членов Совета (С.К. Смирнов, Егор Васильевич Амфитеатров, архимандрит Михаил (Лузин) и Н.И. Субботин) неожиданно заболели, из-за отсутствия кворума диспут был отложен. Московский митрополит Иннокентий (Вениаминов) и ректор А.В. Горский убеждали П.С. Казанского отказаться от диспута. Однако по его настоянию диспут всё же состоялся 2 октября 1873 г. Официальными оппонентами выступали А.В. Горский и А.П. Лебедев. За присуждение учёной степени присутствовавшие на защите выступили единогласно. Указом Синода от 14 декабря 1873 г. П.С. Казанский был утверждён в степени доктора богословия. В 1874 г. П.С. Казанский оставил службу в Московской духовной академии, Синод, вопреки правилам, назначил ему повышенную пенсию (1100 руб.). П.С. Казанский был членом Цензурного комитета (1864–1871 гг.), действительным членом Общества истории и древностей российских (1847 г.) и Московского археологического общества (9 марта 1865 г.), членом-корреспондентом Санкт-Петербургского археологического общества, почётным членом Общества любителей духовного просвещения. Принимал участие в заседаниях первого Археологического съезда в Москве (1869 г.). На протяжении многих лет тесная дружба связывала П.С. Казанского с А.В. Горским. Знакомство учёных состоялось в 1830 г., когда родной брат П.С. Казанского Павел; впоследствии архиепископ Платон (Фивейский) поступил на первый курс Московской духовной академии, а А.В. Горский, студент третьего курса, был «старшим» у него в комнате. П.С. Казанский, приходивший к брату, нередко обращался к А.В. Горскому за помощью в переводе с греческого.