正是在黄花岗起义时节，毛泽东到了长沙。这个有志于学的乡下青年，立即投入学生的火热斗争之中，在学校发表政见，剪辫明志。武昌起义时，他马上投笔从戎，正式参军当兵，过了半年军营生活。这件事说明，革命形势到来时，革命与求学两事相较，前者对他是第一位的。他虽然还看不清辛亥革命实际失败的原因（到办《湘江评论》时就清楚了），却觉得自己在军营中已无事可做，于是转而继续求学。他是一个我行我素、不受束缚的人，虽然写得一手好文章（这是旧社会头等进身之阶），很被学校当局欣赏，他还是从那呆板的课堂生活中退出来，跑到图书馆狼吞虎咽了半年，读自己爱读之书。读书是他一生最大嗜好。这时，严复译的名著特别是《天演论》，以及其他西方书籍包括世界地图，使他进一步打开了眼界，不仅思考中国的问题，也思考世界的问题。从这些书籍中他受到近代启蒙教育，接受了进化论思想，认为必须以斗争、进化、自强、自立的观点和态度，来观察和对待万事万物包括个人；认为中国要救亡图存，只有“早日变计”，“力今以胜古”。他自己回忆说，“这是我学习历史上最有价值的半年”。
1913年春，由于经济不能独立，已经快20岁的毛泽东只能违背心愿进了供膳宿的湖南第一师范，在这个学校勉强读了5年半，于1918年毕业。从1915年到1918年，正是世界和中国大动乱的年代，湖南长期成为南北军阀拉锯的战场，课堂也是不平静的。他利用这个学校，专心于自己喜好的社会科学（不好自然科学），从国学（经典古籍）、诗文、历史、地理到哲学、伦理学，尤好哲学，中外古今或涉猎、或专攻、或全书抄录。还天天读报（这也是他一生的习惯），关注时事。总之，一心探索救国救民的真理和改造社会的道路。他以此为己任，努力将自己塑造好；从学识、思想、能力到身体，力求向上，时有变易；既动笔又看书，每天写日记；生活极有规律，读书问难、锻炼身体，都按计划行事。他的思想随着时代前进，处在新旧交替的急剧变化之中。他自己对这段生活作了这样的评价：“我的政治思想在这个时候开始形成，我也是在这里获得社会行动的初步经验的。”
毛泽东幸运的是，在这个并不称心的地方，遇到了很好的老师和很好的同学。老师学识渊博、道德高尚，教书育人并重；同学勤学苦练、思想进步，以国家栋梁自许。他们都忧国忧民，怀有救亡革新、改造社会的志向。对他影响最大的伦理学教师杨昌济，在国外留学10年，博通古今，学贯中西，批判分析自成体系，而且以身作则，尽力教导学生立志复兴国家、改造社会，做一个光明磊落的有用人才。师生之间互相切磋，有如朋友和家人。蔡和森这样的同窗好友，无不志同道合，好学深思，交换心得，不分彼此。毛泽东还不以周围几个知交为满足，敢做超凡脱俗、标新立异之举，刊登启事，广结校外同志。为砥砺品行、研究学术、集体互助、努力向上，在毕业之际，他们这一群时代精英，终于结成新民学会这样的进步团体；成立时的21人中，除罗章龙外，都是受教于杨昌济的一师学生。
在这个学校，毛泽东也不是完全没有机会施展他的学识和才具、抱负和胆略。例如，他的异乎寻常的写作才能为老师赞赏及同学传诵，还在《新青年》上发表极有思想见地的大块文章；反对袁世凯称帝时，他做了有效的宣传鼓动；他主持学友会，锻炼同学的自治能力，活跃课外生活；他创办工人夜校，为失学的工人尽心服务；在南北军阀混战之时，一次长沙城出现短暂真空，他领导“学生志愿军”巡逻护校，利用溃军不知虚实，竟缴了一支北军的枪械；为了解社会实情，他与好友以游学方式，在暑假中不花一文钱，周游洞庭湖五个县；他的“野蛮其体魄”的身体锻炼，冷浴、冬泳、露宿等，多是常人所不敢为。他这个为老师看重、同学敬佩的特殊学生，在一次全校学生“人物互选”中，获德智体三个方面综合票数最多，为全校第一。这件事最能说明青年毛泽东是一个何等品学兼优的学生。可以说，他的社会科学尤其文史知识水平，当年即使是在大学毕业生中也属佼佼者。一个品学兼优的学生不过说明学校教育和学生本人的成绩。现在要说明的问题是，他这个品学兼优的学生今后的征途同苦难的中国前途，竟如何密不可分，结成一体。了解他的学生时代生活之后，使人深深感到，这同他离开校门时在两个方面打下的基础有关：一是，他的学识才具和思想水平，已经树立的世界观、人生观，身体力行、知行结合的重现实精神，为他今后接受马克思主义和从事艰难复杂的革命活动，创造了良好的条件；二是，他不是单枪匹马孤军奋斗，而是结合了一班志同道合的亲密朋友，组织成一个战斗的团体，集体行动，共同作战。终于在湖南这个地方（也在法国勤工俭学运动中）为建立中国共产党打下了坚实的基础。这两个方面确是现代中国历史的幸运。
毛泽东在学校时还没有机会接触唯物主义，只能从古今中外各种唯心主义和二元论哲学中，加以分析批判和选择，同时在《新青年》倡导的民主、科学和个性解放的思潮影响下，树立自己的世界观和人生观。“思想主人之心，道德范人之行”。他强调一个人要确立信仰和志向，首先要研究哲学和伦理学，这样才能抓住宇宙和人生的大本大源。他的改造国家和社会的志向，是同改造哲学和伦理学的思想联结在一起的。他认为人生的目的在“实现自我”；极力主张“身心并完”，“发达自己身体及精神之能力至于最高”；十分强调个人主观意志的能动作用，即“个人精神主义”；追求“独立所有”的道德完美境界，用自己的理想唤醒国人，来改造这个旧世界。总之，具有救国救民“舍我其谁”这样一种英雄气概。他这种探究大本大源的另一思想特征，就是认为运动、抗争为宇宙人生的普遍规律。他从体育之研究，人皆乐“动”，而得出“天地盖惟有动而已”这一理论观点，认为“动”是天地身心的本性。他对一切差异、对立、冲突、动乱，不仅持完全肯定的态度，而且持赞赏喜爱的态度；宇宙间水力、风力因遇地势之抵阻，而益增其奔猛、怒号；战国、刘项、汉武匈奴、三国竞争之时，“事态百变，人才辈出”。他的结论是：“安逸宁静之境不能长处，非人生之所堪；而变化倏忽乃人生之所喜也。”他在日记中写的，“与天奋斗，其乐无穷！与地奋斗，其乐无穷！与人奋斗，其乐无穷！”也并非单纯从身体锻炼得来的偶感，而是经过深思熟虑的本源思想，并且是一贯身体力行，也为后来历史证明的他的人格个性特点。
