20岁以前，她几乎读完了当时所有数学家的名着，包括欧几里德的《几何原本》、阿波罗尼斯的《圆锥曲线论》、阿基米德的《论球和圆柱》、丢番图的《算术》等。为了进一步扩大自己的知识领域，公元390年的一天，希帕蒂娅来到了着名的希腊城市——雅典。她在小普鲁塔克当院长的学院里进一步学习数学、历史和哲学。她对数学的精通，尤其是对欧几里德几何的精辟见解，令雅典的学者钦佩不已，大家都把这位二十出头的姑娘当作了不起的数学家。一些英俊少年不由得对她产生爱慕之情，求婚者络绎不绝。但希帕蒂姬认为，她要干一番大事业，不想让爱情过早地进人自己的生活。因此，她拒绝了所有的求爱者。此后，她又到意大利访问，结识了当地的一些学者，并与之探讨有关问题。大约公元395年回到家乡。这时的希帕蒂娅已经是一位相当成熟的数学家和哲学家了。
希帕蒂娅从海外归来后，便成为亚历山大博物院里的教师，主讲数学和哲学，有时也讲授天文学和力学。在传徒授业之余，她还进行了广泛地科学研究，有力地推动了数学、天文、物理等学科的发展。
希帕蒂娅在亚历山大积极传播普罗提诺和扬布里柯的新柏拉图主义哲学。新柏拉图主义将柏拉图的学说、亚里士多德的学说及新毕达哥拉斯主义综合在一起，核心内容是由普罗提诺首创的关于存在物的统一与等级结构学说。希帕蒂娅的哲学兴趣比较倾向于研究学术与科学问题，而较少追求神秘性和排他性，强调哲学与科学，尤其是哲学与数学的结合。尽管此时基督教逐渐渗人博物院，宗教徒的活动也多了起来，她仍崇尚自由、民主，反对宗教束缚和专制。来自欧洲、亚洲、非洲的许多青年聚到亚历山大，拜她为师，学生们都非常喜欢听她讲课，说她不仅学识渊博而且循循善诱，讲话如行云流水，引人人胜。
几年后，希帕蒂娅便成为亚历山大最引人注目的学者了。虽然当时的基督教与科学的对立日益明显，希帕蒂娅的声望还是吸引了一些基督教徒成为其学生。其中最着名的是来自西兰尼的西奈修斯，他后来成为托勒玫城的主教，他向希帕蒂娅请教学问的信件至今尚存，信中问及如何制作星盘（一种借助投影原理制作的反映星空的天文仪器）和滴漏（古代计时工具）及液体比重计。他热情赞扬希帕蒂娅，说她不仅是一位老师，而且像一位慈爱的母亲和善解人意的姐姐。