周祖训以第一名被省立安阳十一中录取后，并未就读此校，而是上了以第二名录取的省立汲县第五师范。这似乎不合时尚。因为当时社会上普遍有“轻师范而重中学”的风气，认为上师范当教书先生没出息；高小毕业后都升中学而不愿上师范，因为中学毕业可以考大学，大学毕业可以做官，即所谓“学而优则仕”。周祖训的家庭条件也完全可以供应他上中学、大学。那么，他为什么弃中学而选上师范呢？事出有因，主要有三：一是受祖父的影响。祖父周余德终生从事教育工作，他的言传身教，对周祖训感染甚深，使祖训自幼立下终身从事教育之志。二是受当时“教育救国论”思潮的影响。周祖训上高小时，特别喜欢读课外书报，经常从书报杂志上读到康有为、蔡元培、黄炎培、陶行知等关于教育救国的论述。他从而认识到，要救国，需要办教育，要办教育，需要教师，师范是培养教师的摇篮。这进一步坚定了他立志教书育人的信念。三是受高等小学几位教师的影响。周祖训高小的几位老师，学问深，教得好，声誉高，很受世人尊重。周祖训感到当教师是神圣而光荣的。
周祖训选上师范后，国文教师出的第一篇作文题目是《我为何进入师范》。周祖训开宗明义地写道：“贫弱的国家要振兴，必须先办学校，教育国人；要办学校，就必须有教师，我就是为了做一个合格的教师而进入师范的。”这篇作文被国文教师傅先生选作范文发给全班同学阅读。
汲县师范的学习环境比较好，除教室、宿舍外，还有图书室、仪器室、大礼堂、运动场，这些是周祖训上高小时所没有的。特别是任课教师大都是北平高等师范学校毕业，都经过“五四”新文化运动的洗礼，不仅知识渊博，而且思想新颖，很少有迂腐气息。在此求学期间，国文教师樊伯黎对周祖训影响最大。樊伯黎大学毕业，对新旧文学造诣颇深，课讲得十分出色。他不用当时的国文课本，完全是自选教材，除古文诗词外，新文学作品多为鲁迅、李大钊、郑振铎、郭沫若、沈雁冰、郁达夫、梁启超、章太炎、胡适等人的作品。樊先生对周祖训十分器重，把自己珍藏的线装《史记》全书借给周祖训阅读。如此好的学习条件和环境，大大激发了周祖训的学习积极性，他除努力学好各门功课外，还在课外阅读了大量新书和报纸杂志。例如，蔡元培的《蔡孑民言行录》，胡适的《尝试集》、《胡适文存》、《中国哲学史大纲》，梁启超的《饮冰室文集》、《欧游心影录》、《清代学术概论》，陈独秀的《独秀文存》，梁漱溟的《东西文化及其哲学》，鲁迅的《呐喊》、《徬徨》，郭沫若的《女神》等等。常读的报刊有《新青年》、《小说月报》、《创造月刊》和北京出版的《晨报副刊》、上海出版的《时事新报》的副刊《学灯》等。
在汲县师范的五年间，周祖训的学习、思想都大有长进。他小学基础打得好，进入师范后，学习无困难。在课堂上，他聚精会神听课，注重理解，在理解的基础上记忆比较容易且牢固，期考复习也是如此。他入学前三年，每期考试，都是全班第一名。以后两年虽因偏重课外学习，他对课堂学习有所放松，但考试成绩也一直位于前三名。
校长兼生物老师王伟烈，不仅课教得好，还鼓励学生在课堂上质疑问难。周祖训的学习特点就是勤思考好发问。王伟烈百问不厌，还鼓励周祖训说：“你问得深中肯綮，问得好。”周祖训上四年级时，祖母患食道癌卧床不起，祖训在家侍奉汤药，整个学期，未到校听课。按当时学校规定，学生缺课一学期的三分之一，就要休学留级。周祖训向王伟烈校长陈述缺课的原因后，王伟烈特准他仍到原班上课。后来，有个学生因缺课时间长，找到王伟烈要求按周祖训例办理，王伟烈斩钉截铁地对该生说：“周祖训学习成绩优异，一般不能和他比！”该生羞愧地无言而退。
周祖训在校学习好，为全体师生所公认。他不仅主科好，而且门门功课优异。当时有不少学生胸无大志，偏科思想十分严重，只钻研主科，放弃对“副科”的学习。周祖训则不然，对所谓“副科”始终未放松。因为他怀着远大的抱负：教几年书后，要投考大学深造，将来为教育事业做出更大的贡献！