Παρά την σημαντική του θέση ως καθηγητής εγκατέλειψε το 1919 την Γερμανία και ταξίδεψε στην Ελλάδα με έναν συγκεκριμένο στόχο. Ο Καραθεοδωρή συνέβαλε στην ίδρυση και θα δίδασκε μαθηματικά στο ελληνικό Πανεπιστήμιο της Σμύρνης «Φως εξ Ανατολών». Ο σπουδαίος μαθηματικός ενίσχυσε την δημόσια βιβλιοθήκη του ιδρύματος και ήταν ο εγκέφαλος πίσω από την δημιουργία της «Σχολής ανατολικών γλωσσών και ανατολικού πολιτισμού» και του «Ανώτερου μουσουλμανικού ιεροδιδασκαλείου». Με τις προσθήκες αυτές το Πανεπιστήμιο αν και ελληνικό δεν αγνοούσε τους μουσουλμανικούς πληθυσμούς της περιοχής. 

Δυστυχώς, το μεγαλεπήβολο έργο του Ελευθέριου Βενιζέλου, «Φως εξ Ανατολών» ναυαγεί και καίγεται μαζί με την ίδια την πόλη της Σμύρνης. Αξίζει όμως να σημειωθεί η αφοσίωση του Καραθεοδωρή στην επιστήμη και την παιδεία, καθώς διασώζει μέχρι την τελευταία στιγμή το αρχείο του ιδρύματος (όργανα και βιβλία). Το αρχείο αυτό παραχωρήθηκε αρχικά στο ΕΚΠΑ και σήμερα βρίσκεται στο Μουσείο Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας. Επίσης, εφοδίασε τους διοικητικούς υπαλλήλους με συστατικές επιστολές, οι οποίες λόγω του κύρους του ήταν ιδιαίτερα χρήσιμες.