В мае 1853 года за два дня до своей смерти от холеры отец завещал сыну, чтобы он, «будучи за столбом земли руцкой, внимательно зрил на машинные способы производства, изучал ихние расчеты с работными и заманивал в свою вотчину мастеров иностранных и ученых, пока не воспитает своих». Вот это слово «пока» стало ключевым для сына. Сергей Иванович круто изменил свою жизнь и, поселившись в брянском имении, занялся созданием высокоразвитой отечественной промышленности. В сорок три года он стал полновластным хозяином двадцати двух заводов. Современный исследователь Георгий Метельский пишет о Мальцове: «Это был странный, одержимый человек… Он кормился с рабочими из одного котла, сам лично клал шпалы, рельсы, рубил и свозил лес для собственной узкоколейной железной дороги, тянувшейся через всю его вотчину на двести четыре версты… У Мальцова была своя телефонно-телеграфная сеть, свои шлюзы, сделавшие судоходной обмелевшую речку Болву, свои бумажные деньги, свои пароходы, школы, богадельни и церкви… Ни один из его заводов не зависел от заграницы. Тут все было свое, русское. Инженеру, приехавшему однажды из Англии посмотреть на «мальцовское чудо», дали английский напильник и мальцовскую сталь: напильник стерся, а сталь осталась целой».

Для начала Сергей Иванович организовал в Дятькове производство цветного и богемского стекла. Понимая, что производством узкого ассортимента товаров невозможно обеспечить надежное место на бурно развивавшемся после отмены крепостного права рынке, Мальцов налаживает изготовление своего собственного кирпича, курение смолы. Открывает столярные, канатные фабрики, пивоваренные и винокуренные заводы. А вслед за ними и шесть новых железоделательных заводов и первую в России фабрику эмалированной и фаянсовой посуды. На Людиновском заводе была создана первая паровая машина для Петербургского и Киевского арсеналов. Первый винтовой двигатель для русского корвета «Воин» и первые пароходы, появившиеся на Днепре и Десне, тоже были сделаны на заводах Мальцова. Перевозимая на собственных пароходах по своим каналам и шлюзам, продукция мальцовских заводов стала продаваться не только в России, но и в Турции, Болгарии, Румынии. А предложить было что. Ведь на его предприятиях помимо прочего изготавливались, например, паровые молотилки, успешно конкурировавшие с зарубежными (которые так нравились Левину в романе земляка Мальцова графа Толстого «Анна Каренина»), там же, в Людинове, знаменитым английским инженером Кинкелем была пущена и первая в России мартеновская печь.
Вот так и появился первый в России универсальный промышленный район, как теперь сказали бы, холдинг, со своими вотчинными предприятиями, своими законами и деньгами, полицией и даже со своей особой формой одежды для рабочих. Существовало даже первое в России ссудно-сберегательное товарищество. В мальцовской империи производилось все необходимое для жизни работников и членов их семей: строительные материалы, посуда, мебель, сельхозпродукты и прочее. Извне поступали только чай, сахар и мануфактура. О том, как выглядел этот промышленный район, современник писал: «Тут работают более ста заводов и фабрик; на десятках образцовых ферм обрабатывается земля… Тут люди пробуравили землю и, как черви в орехе, копошатся в ней, вынося на свет Божий ее скрытое богатство… У работающих здесь нет роскоши и излишеств, но нет и нищеты, нет и голодовок… За все время никто из рабочих не был оскорблен Мальцовым каким-либо грубым словом, за уклонение и проступки никто не был лишен работы, провинившегося старались исправить кроткими мерами. Даже в разгар крепостного права никто из мальцовских рабочих не испытал телесного наказания».
В этом не было никакой филантропии. Просто Сергей Иванович раньше многих понял зависимость устойчивости частного богатства от общественного благосостояния. Поэтому у Мальцова рабочие получали самую большую зарплату в России. Восьмичасовой рабочий день впервые в мире, на 30 лет раньше, чем в Англии, тоже появился на предприятиях этого хозяина. Он же построил для работников каменные домики городского типа на 3–4 комнаты, с землей для сада и огорода; бесплатно отводил выгон и отпускал топливо. Во всех местах работали благоустроенные школы, а в Людиново еще в 1876 году было открыто техническое училище с пятилетним курсом обучения черчению и рисованию, механике и химии. Благодаря этим инвестициям в образование в «Аркадии» Мальцова уже к 1880 году рабочее население поголовно было грамотным (чего в других местах России мы не наблюдаем и сегодня!). В другом селе, Дятьково, которое считалось «столицей» владений Мальцова, находился дом Сергея Ивановича. А напротив – трехэтажная школа и больница на 50 коек, где уже с 1850 года «пользовали бесплатно родственников и служащих». Тогда же были организованы для детей и стариков «дома общественного призрения». Мельников, известный в те годы специалист по экономике, писал: «История почти всех производств в России связана с Мальцовым… Будь это в Париже, ему бы поставили памятник в назидание потомкам».