毛澤東決定重新回到學校讀書。
這時，湖南省立第四師範發出的一則不收學費、膳宿費也很低、畢業後即可擔任教師的招生廣告，引起了他的興趣。一年前，他考入全省高等中學的試題就是《民國肇造，百廢待興，教育、實業何者更為重要》，他以梁啟超的「以教育為主腦」之說立意下筆。現在，再三權衡，覺得自己將來還是最適合當教師。
一九一三年春，毛澤東考入五年制的第四師範。第二年春，第四師範合併到第一師範，毛澤東被編入第八班。四師是春季開學，一師是秋季開學，因此他重讀了半年預科，到一九一八年暑期在一師畢業，前後共做了五年半師範生。湖南第一師范學校，在長沙南門外妙高峰下，面對著滔滔北流的湘江：東側靠著粵漢鐵路。隔江望去，西岸是鬱鬱蔥蔥的嶽麓山。周圍的大自然環境是那麼優美。經常馳過的火車發出隆隆的轟鳴聲，又不時傳來時代的氣息。
第一師範創建於一九○三年，最初稱湖南師範館，前身是南宋著名理學家張栻講學的城南書院。同朱熹講學的嶽麓書院只有一江之隔。一九一二年改稱現名。它的規模、教師力量和設備，都是毛澤東以往讀過的幾所學校所不能比擬的。校章規定的教育方針「除照部定教育宗旨外，特採最新民本主義」，即「道德實踐」、「身體活動」、「社會生活」、「各種教授應提倡自動主義」，很強調人格和學識的全面培養。學校還先後聘請了一批學識淵博、思想進步、品德高尚的教師，如楊昌濟、徐特立、方維夏、王季范、黎錦熙等。與毛澤東差不多同時，一批追求進步的熱血青年也紛紛考入第一師範，其中有蔡和森、張昆弟、陳章甫、羅學瓚、周世釗、李維漢、蕭子升、蕭子棫等。本來已是秀才，比毛澤東大十七歲的何叔衡，也一起考了進來。在當時的湖南，一師堪稱培養新青年的搖籃。
第一師範對毛澤東的成長無疑產生了十分巨大的影響。他在這裡打下了深厚的學問基礎，他的思想隨著新舊交替的時代前進，開始形成自己的思想方法和政治見解，獲得社會活動的初步經驗，結交了一批志同道合的朋友。
當毛澤東進入一師時，中國正處於令人難熬和困惑的沉悶歲月。皇朝變成了共和，中國卻並未由此獲得新生。人們在革命前所預期的民族獨立、民主和社會進步不僅沒有到來，相反，在很短的時間裡，日本強迫中國接受「二十一條」，袁世凱恢復帝制，張勳又演出復辟鬧劇，各路軍閥的割據混戰愈演愈烈，思想界也掀起一股尊孔讀經的逆流。沉重的失望代替了原先的希望。嚴峻的現實不允許人們長期沉浸在迷惘之中。新的一代在探索著新的出路。
毛澤東當時還是個正在求學的學生。在這樣的時代氣氛中，他為自己規定的讀書目的是什麼呢？
青年人求學，大多喜歡談立志，諸如將來要當軍事家、政治家、教育家等。毛澤東認為，離開真理來談立志，只是對前人中有成就者的簡單模仿。真正的立志，首先是尋找真理，然後按它去做，若「十年未得真理，即十年無志；終身未得，即終身無志」。一九一五年九月，在給好朋友蕭子升的信中，他提出有「為人之學」、「為國人之學」、「為世界人之學」。這以前不久，他在另一封信中說：「齏其躬（意思是：即便自己粉身碎骨）而有益於國與群，仁人君子所欲為也。」
看來，心繫社會，苦學礪志，是這位師範生當時最基本的自我設計。
在一師，對他影響最大的老師，是教倫理學的楊昌濟。楊昌濟，字華生，長沙板倉人。自幼飽受傳統文化的薰陶，尤喜程朱之學。一九○三年留學日本，改名懷中，意思是身在異邦，心繫中土。六年學成後又赴英國修學三年，然後遊歷德國、瑞士。歸國後，數次辭謝做官而從學，以教書育人看作自己的天職。他的博學和高尚人格，吸引了一批進步青年在自己的周圍。
他在一師講修身課時，要求學生「高尚其理想（立一理想，此後一言一動皆期合此理想）」。鼓勵他們要「奮鬥」，「有朝氣」，「有獨立心」，能「立定腳跟」，而辦事又要「精細」，「小不謹，大事敗矣」。對學問，他認為要「貫通今古，融合中西」，而自己要有分析的批判的精神。他總是努力鼓勵學生立志做有益於社會的正大光明的人。
毛澤東很喜歡楊昌濟的課，還時常去他的家裡討論問題，假期裡有時也放棄回家的機會，到板倉楊宅請教。他自稱：「近年來有所寸進，於書本得者少，於質疑問難得者多。」一九一四年，毛澤東和同學們曾組織一個哲學小組，還請楊先生擔任指導。師生之間，相交甚深。毛澤東在一九一五年七月給友人的信中說：「弟觀楊先生之涵宏盛大，以為不可及。」這對青年毛澤東所起的潛移默化的作用是難以磨滅的。
楊昌濟在長沙的學生先後以千百計，他最欣賞的是毛澤東和蔡和森兩人。一九一五年四月五日，他在日記中寫道：「毛生澤東，言其所居之地為湘潭與湘鄉連界之地，……渠之父先亦務農，現業轉販，其弟亦務農，其外家為湘鄉人，亦農家也，而資質俊秀若此，殊為難得。余因以農家多出異材，引曾滌生、梁任公之例以勉之。毛生曾務農二年，民國反正對又曾當兵半年，亦有趣味之履歷也。」看來，楊昌濟一開始便把這個學生看作「異材」的。
除楊昌濟外，毛澤東還常到徐特立、黎錦熙、方維夏等老師那裡去求學解疑。這在黎錦熙一九一五年的日記中有多處記載，所談內容有「讀書方法」，「在校研究科學之術」，也有「改造社會事」。
從四月到八月，毛澤東共去拜訪了黎錦熙近二十次。九月，黎離湘赴京，在教育部做教科書特約編輯員。兩人仍書信不斷，相交介乎師友之間。黎很看重他，在這年七月三十一日的日記中寫道：「在潤之處觀其日記，甚切實，文理優於章甫，篤行兩人略同，皆可大造」。
在學校的課程中，毛澤東把重點放在修身、哲學、國文、歷史和地理等幾門上，對數學、圖畫不花很多精力。他給朋友的信中說：「從前拿錯主意，為學無頭序，而於學堂科學，尤厭其繁碎。今聞於師友，且齒已長，而識稍進。於是決定為學之道，先博而後約，先中而後西，先普通而後專門。」他每天總是在天色微明時就起身，晚上熄燈後還借外面一點微弱的燈光苦讀，從不肯浪費半點時間，而且持之以恆。從先秦諸子到明清時代思想家的著作，從二十四史到司馬光的《資治通鑒》，從《昭明文選》到《韓昌黎全集》，從顧祖禹的《讀史方輿紀要》到本省的縣誌，他都認真地研讀。他在給好友蕭子升的信中開列了七十七種古代經、史、子、集的著作，說「苟有志於學問，此實為必讀而不可缺」。中國傳統文化中的優秀部分，包括人格修養和智慧，對青年毛澤東都留下深刻的影響。
毛澤東很推崇徐特立老師「不動筆墨不讀書」的學習方法。所謂「動筆墨」，就是不只是讀前人的書，而且要經過認真思考和消化，把自己的心得和看法寫下來，其中包括對書中同意或不同意的地方。他當時有許多種筆記本，包括聽課的，自學的，摘抄的，隨感的和日記等，積了有好幾網籃。後來送回韶山存放。一九二九年國民黨軍閥何鍵派人到韶山抄他的家，族人聽到風聲，就把它們連同毛澤東存放的書籍報刊一起燒掉了。一位塾師先生從火堆裡搶出兩冊教科書和一個筆記本。
倖存的這個筆記本，是一個九行直格本。前面有他手抄的屈原《離騷》、《九歌》，後頭毛澤東把它題為《講堂錄》，是一九一三年十月至十二月的聽課筆記，也間有讀書劄記。主要是修身和國文兩門課的內容。
作為湖南人，毛澤東這個時期對中國傳統文化的吸收和選擇，深受湘學士風的影響。
湖南歷來注重興辦書院，許多著名學者曾在嶽麓和城南等書院講過學。重內聖之道的理學，和重外王之術的實學，在湖南交織紮根。學子們歷代相傳，不斷闡發，到了晚清，形成以推崇性理哲學、強調經世致用、主張躬行實踐為基本特徵的湘學士風。在這種風氣薰陶下，湖南學人大多關心世事，熱衷於投身政治活動，湧現了一大批有影響的政治家、軍事家、思想家和革命家，從而使湖南在近代以來成為最有朝氣的省份之一。鴉片戰爭前後，湖南有賀長齡、陶澍、魏源一批人，在學術上和政治上都宣導變革。在維新運動中，出現了譚嗣同、唐才常、熊希齡等變法志士。辛亥革命時期，黃興、蔡鍔、陳天華、宋教仁、禹之謨等更走在前列。這一批又一批的人物，絕大多數曾就讀於嶽麓書院。
明清之際的著名學者王夫之對湖南學風有著巨大影響。他是湖南衡陽人，早年就學於嶽麓書院，晚年因隱居在石船山，世稱船山先生。他著述宏富，在學術上能獨樹一幟，富於批判精神。他崇尚實學，主張「理依於氣」，強調「行」在認識過程的作用，頗能開一代風氣之先。
近代湖南，還出了一個曾國藩，和以他為代表的「中興將相」集團，包括胡林翼、左宗棠、羅澤南、曾國荃等。他們也都曾受教於嶽麓或城南書院。一方面執守理學，同時又師