出了长沙城的南门，有一座秀丽的山峰，这就是著名的妙高峰。妙高峰下偏南一点，有一块高敞的地方，人称“书坪院”。“书坪院”新建了一座颇具规模的西洋式楼房，楼房周围矗立着一圈铁栏杆围墙，围墙外面铺了一条临街的小马路。这，就是湖南省立第一师范学校。在这里，毛泽东度过了四年学校生活。
1913年春天，刚满十九岁的毛泽东以第一名的成绩考入湖南省立第四师范学校。他在入校之初，就受到了学校的高度重视。校长在看了他的作文之后，十分感慨地赞叹道：“这样的文章，我辈同事中有几个做得出来。”
1914年春，第四师范合并于湖南省立第一师范学校，毛泽东的学习条件得到了进一步的改善。这里环境幽雅，校舍宽敞，藏书丰富，更重要的是，还有许多德高望重、学识渊博、思想开放的好老师。
当时中等师范的学制是预科一年，本科四年。毛泽东在考入第四师范学校，读完了一年预科后，并入第一师范学校。但由于四师是春季始业，一师是秋季始业，所以毛泽东到一师后，仍被编入预科三班，重读预科半年。到1914年秋，他被编入一师的本科第八班。
进入一师后，毛泽东充分利用这里的良好条件，更加刻苦认真地发愤读书。这时候，他读书的目的已经十分明确，就是为救国救民而储才储能，就是要探求人生的真谛和救国救民的根本途径。他主张青年人要有高尚的理想、远大的志向，而人之所谓立志，就是要追求真理，为实现真理而斗争。他认为“终身未得”真理，就是“终身无志”。他觉得青年人应当从国家及天下大事着眼，把自己的学习与国家的命运、民族的前途和人民的幸福联系起来。他和同学们共同勉励，为挽救中国之危亡，为建设中国之未来而储才储能，要做确有真才实学的救国“奇杰”，不做“金玉其外，不学无术，专为自己而生活的小人。”他与朋友们约定“三不谈”：不谈金钱，不谈男女之间的问题，不谈家庭琐事。他觉得应当谈论和关心的是大事，即“人的天性，人类社会，中国，世界，宇宙”。
从救国救民、储才储能的目的出发，毛泽东的学习十分刻苦认真。每天他都早早起床，做完冷水浴或其他运动之后，就开始读英语，从上午八时到下午三时都在教室学习。上课时，他总是端坐静听，认真思考和作笔记。课余时间也没有丝毫的松懈，或是到阅览室看书，或是找老师请教，或是找同学讨论，从来都不闲着。晚上熄灯之后，他就到茶炉室或走廊里，借着微弱的灯光读书。为了看书方便，他还自备了一盏灯放在床头，下面垫上一节竹筒，常常坐在床上看书，有时甚至彻夜不眠。
为了锻炼自己在各种环境下读书和思考的能力，毛泽东有时只身到学校后山的妙高峰上“静中求学”；有时又故意到车水马龙、人声嘈杂的长沙城门口“闹中求静”去看书。
博览群书，广泛涉猎，是毛泽东读书的一贯特点，在一师读书时也不例外。他不拘泥于学校规定的几本书，而是广泛浏览他认为有用的各种书籍。毛泽东最喜欢的自然是中国历史，但社会科学方面的其他书籍。包括诸子百家、诗词曲赋，稗史小说、近人文集和外国的哲学、经济、文学书籍他也无不浏览。
毛泽东读的书实在太多了。他把有限的生活费都积攒起来买书，买不起新书，就到古旧书店和书摊上去买旧书。旧书中有残缺的就细心地将它抄写裱糊好。他的经济实在太拮据了，即使旧书也买不了几本，于是，就向老师和同学借阅。为了保存和查阅方便，书中的重要内容，也都摘抄下来，甚至整本摘抄。毛泽东的一个同学曾经借阅过他抄录的七本西洋伦理学，花了近三个月的时间才看完。毛泽东抄书的功夫于此可见一斑。
毛泽东不仅学习目的明确，学习态度刻苦认真，而且创造了一套科学的学习方法。
他认为，在学习中，既要注重自己看书，独立钻研，独立思考，也要注重讨论和交流，这就是所谓的“勤学好问”。他特别强调，在研讨学问时，要提倡说真话，反对说假话，既不要怕伤和气“取同于君”，也不要怕丢面子而将自己的意见强加于人，而是要畅所欲言，广泛交流，通过讨论使大家都取得“真知”、“真理”。为了这个目的，他和蔡和森、陈昌、张昆弟等同学在杨昌济老师的指导下，于1915年上半年组织了课外哲学学习小组，开展讨论，交流学习心得，收到了很好的效果。
在各科知识的关系上，毛泽东认为：“为学之道，先博而后专，先中而后西，先普遍而后专门。”他觉得“通为专之基，新为旧之基”。就是说各科知识都要具备，才能做专门的研究工作；在学习的顺序上，应该是先学一般知识再学专门知识，先学中国的再学外国的。他还认为，在学习中，既要学习外国历史，更要学习中国历史；既要学习西洋科学，更要学习中华国学。他特别强调，读历史古籍，必须联系现实，掌握要领，抓住重点。
在积累知识的技巧上，毛泽东认为，学科多如繁星，知识浩于烟海，有志之士应博览广学，日积月累。但仅有“博”还不能深入，还必须学得“精”。而要学得精，关键是要有条理，即把各种学问划分为科，再在一科之中分出界、门、纲、属、种，这样就便于掌握了，而要学得既博且精，必须坚持不懈，持之以恒。对于恒的问题，毛泽东曾经写过这样一副对联：“贵有恒，何必三更眠五更起；最无益，莫过一日曝十日寒。”
在学习方面，毛泽东有自己的独到见解和独特的风格。他历来十分重视自学，认为自学能扬长避短，是获得有用知识的有效方法。但是，毛泽东从不轻视教师的作用。他十分尊重老师，注意虚心向老师求教，听取老师的意见，与很多老师建立了终生不渝的深厚情谊，从许多老师良好的思想、品格和言行中，受到了深刻的影响。
在第一师范读书时，毛泽东同杨昌济、徐特立、方继夏、王季范等老师都建立了深厚的情谊，并从他们身上获得了深刻的教益。其中对毛泽东影响最深，关系最为密切的是杨昌济先生。
杨昌济，又名杨怀中，因其世居长沙东面的板仓，又被称为“板仓先生”。他出生于书香门第，外祖父出身进士，做过清朝国子监学录。他曾在日本留学六年，在英国学习四年，并考察游历了德国、瑞士等国。回国后，他不满于现实，立志改造中国，便致力于教育事业，决心为国家培植人才。他在第一师范教伦理学、逻辑学、心理学、哲学等课程。杨先生学识渊博，作风正派。他的朋友和学生都认为他简直是孔圣人再世，于是，大家都尊称他为“孔夫子”。
杨先生外柔内刚，不善辞令。他初到一师上课时，还闹了一场不大不小的风波。那是一个新的学期开始时，学生们议论纷纷，都说有一位学贯中西、通古博今的优秀教师来给他们上课，大家的心情都很激动，盼望着快点见到这位闻名遐迩的人物。上课的铃响了，只见一位五十开外的人慢慢地走进教室。他的脸色黧黑，眼睛小而深陷，说话也不灵便。上了讲台，他掏出讲义，一字一句地照着念，既不重复，又不讲解，还让大家讨论。一堂课下来，学生们大失所望。这哪里是讲课呀，分明是念课。一个星期过去了，大家意见纷纷，各班班长召开联席会议，一致要求校长敦促杨先生改进教学方法。两个星期之后，班长们再次聚会，有人建议干脆要求校长辞退杨先生，若校长不同意，就举行罢课。但也有人提出尽管杨先生说话欠流畅，但写的讲义却很有价值，同学们只要阅读他的讲义便能解决问题，还是耐心地等到学期末再说。结果，不到两个月，凡是听过杨先生课的人，无一不称道他，敬重他。因为尽管他寡言少语，却言简意赅，正是孔子《论语》式的风格。不到一年，全校的学生都很欢迎他，长沙各学校也纷纷聘请他，甚至远在岳麓山脚下的中学也有他的一席之地。于是，这位“第一师范的孔夫子”便闻名长沙全城。
毛泽东对杨昌济先生十分崇敬，常常去拜访他，向他求教。
那是1916年的暑假期间，杨先生在板仓的家中度假。一天，毛泽东冒着酷热，从长沙城出发，步行了十二华里，到杨先生家中拜访。这是毛泽东第一次去板仓。他以极大的兴趣浏览了杨先生的藏书，特别是杨先生所订阅的新书报刊，并向杨先生请教了一些学术问题。谈话中，杨先生告诉他，距板仓四十多里路的地方，住着一位从日本留学归来的柳午亭先生，是一位体育运动的热心倡导者和实践者。那时，毛泽东非常热衷于体育问题的研究，非常急切地想见到柳先生。于是，他便在第二天，请了一位农民带路，前去拜访柳先生，受到了柳先生的热情接待，他们进行了广泛的交谈。后来，毛泽东怀着喜悦的心情向杨昌济先生说，此行收获颇丰，柳先生在体育的研究和实践上都有很高的造诣，许多地方值得效法。
在一师时，给予毛泽东影响较大的还有徐特立先生。徐先生曾在一师教教育学、各科教学法、修身课等，还兼任教育实习主任。他是当时有名的教育家，被誉为小学教育界的“长沙王”。上课时，他善于联系社会生活和学生的思想实际，经常以古今中外的英雄模范人物和自己的生活体验来启迪学生。他那学而不厌、诲人不倦、艰苦奋斗、谦虚谨慎的作风给毛泽东留下了深刻的影响。1937年1月，毛泽东怀着无限崇敬的心情，在祝贺徐老师60岁生日的信中说：“你是我二十年前的先生，你现在仍然是我的先生，你将来还是我的先生。”
在一师，还有一位在政治上给毛泽东以深刻影响的老师，就是方继夏先生。方先生曾留学日本，在一师教博物、农业并担任学监。他常以民主精神教导学生，并代表学校领导校友会的活动，充分发挥学生的自治才能。他于1925年加入中国共产党，1935年英勇牺牲，是一位深受毛泽东和他的同学们尊敬的老师。
一师还有一位古文基础深厚，能写一手好字的袁吉六先生。他在古文和书法方面给了毛泽东很深的影响。毛泽东曾说：“我能写古文，颇得益于袁吉六先生。”
在第一师范读书期间，毛泽东尊师敬贤，勤学好问，从杨昌济等老师的身上受到了极大的影响和教育。同时，他也以谦恭的态度、忠厚的为人、坚强的意志、远大的抱负和勤奋的精神深得先生们的器重和赏识。
毛泽东在一师读书时，因不满于学校行政当局的某些作法，领导同学们掀起了驱逐校长张干的风潮。学校当局恼羞成怒，要以“破坏校规”为名开除毛泽东的学籍。杨昌济先生知道后，愤愤不平。他对学校当局说：“毛泽东是一个特别的学生，你们不懂得他，不能拿寻常校规来论。”袁吉六等先生也纷纷出面干预，学校当局只得作罢。
后来，杨昌济先生在课堂上谈到这件事时，怀着激愤的心情，在黑板上写下了“强避桃源作太古，欲栽大木柱长天”几个大字。在他的心目中，毛泽东就是他以全部心血培育的顶天立地的大树。
杨昌济先生对毛泽东寄托着无限的期望。他曾在日记中慨叹道，毛泽东全家务农，“而资质俊秀著此，殊为难得”。在他去世之前，还写信向章士钊力荐，说毛泽东是“当代英才”，望章士钊“善视之！”