1911年10月10日（夏历8月19日）的武昌起义，改变了中国发展的道路，也改变了毛泽东发展的道路，使他在湘乡驻省中学只读了半年左右就中断了。当时，湖南是全国第一个响应独立的省份，10月22日，成立了以革命党人焦达峰、陈作新为正副都督的湖南军政府。只有10天，立宪党人谭延闿组织了一次兵变，伏兵杀害了焦、陈二督，自己接任都督。一个月里政治风云的变化真是太大了。毛泽东在长沙，目击了这一切。焦、陈起义之前，他曾经准备响应湖北军政府的号召，到武昌去参加革命军。听说武汉街道潮湿，还特地找朋友借了一双雨鞋。湖南宣布独立以后，不必去武昌了，可以就近在长沙参加革命。他不愿意参加当时正在组织起来的学生军，就在这年10月底，他到长沙新军第二十五混成协（旅）第五十标（团）第一营左队里当上了一名列兵。那时清朝皇帝还没有宣布退位，他参军，是要为完成革命尽一份力量。后来他这样叙述了当年的兵营生活：“剩下的饷银，我都用在读报纸上，贪读不厌。当时鼓吹革命的报刊中有《湘江日报》里面讨论到社会主义，我就是从那里第一次知道社会主义这个名词的。我也同其他学生和士兵讨论社会主义，其实那只是社会改良主义。”
毛泽东在兵营里，同穿着军装的工农分子有了直接的接触，其中有矿工和铁匠。他跟这些人建立了很好的关系。当年的副班长于1950年夏天，给中央人民政府的主席来信，毛主席亲切地写了回信。
1912年3月，南京临时政府和北京政府达成协议后，不久就宣告解散，南北“统一”了。毛泽东以为这一场革命已没有什么事情要他做了，决心退出军队，回到他的书本上去，他一共当了半年兵。
他一连投考了几个学校，警察学堂、政法学堂、商业学堂、实业学堂等等，都不惬意，有的住了个把月又退出来。1912年春天，他以第一名的成绩考取省立第一中学。但他对这个学校也不满意，认为课程有限，校规也使人反感。他从一位很器重他的国文教师那里借了一部《御批通鉴辑览》，读得很有兴味，觉得与其上学，还不如自学更好，可以多读自己喜爱的书。他在这个学校里的一篇作文《商鞅徙木立信论》，被保存了下来，让后人得以了解他当年的思想境界和文字能力。这样，他在该校只读了半年就退学了，订了自修计划，每天到湖南省立图书馆去看书。“我非常认真地坚持执行这个计划。我认为这样度过半年时间，对我是极有价值的。每天早晨图书馆一开门我就进去。中午我仅仅休息片刻，买两块米糕吃。这就是我每天的午餐。我每天在图书馆里一直阅读到闭馆的时候。”
毛泽东在这里全身心投入书籍的海洋，也在这里起步“走向世界”。图书馆的墙上挂着一幅《世界坤舆大地图》，每天经过，总要停下仔细看一阵、感到世界真大！中国古称“居四海之内”，把自己和整个世界等同起来，其实从地图上看，它只占地球总面积的很小一部分：湖南更小，湘潭简直找不到地名。他想，世界上的事，中国的事，真是太值得研究了。在图书馆，他贪婪地阅读了大量的书籍。“我读了亚当·斯密的《原富》，达尔文的《物种起源》和约翰·穆勒的一部关于伦理学的书。我读了卢梭的著作，斯宾塞的《逻辑》和孟德斯鸠写的一本关于法律的书。我在认真学习俄、美、英、法等国历史地理的同时，也穿插阅读了诗歌、小说和古希腊的故事。”
由于误译或误记，这里的书名有的是不准确的。如《物种起源》，可能既是当年风行全国的严复译赫胥黎著的《天演论》。严复翻译的《原富》、《法意》、《（群己权界论》、《群学肄言》等书，都是18、19世纪欧洲社会学说方面的名著，待到严复把它们介绍到中国来的时候已经有些过时了。这时，在西欧先进国家，马克思主义早已出现并且正在产生越来越大的影响，亚当·斯密等人的学说已经显得很暗淡。但是，这些较之中国传统的封建主义经典来说，依然还是进步的东西，这是不论《论语》、《孟子》直到《御批通鉴辑览》中，都完全没有的全新的道理。因此，这些书多在社会上产生很大影响。毛泽东从严复译述的这些书中受到了一次比较系统的启蒙教育。这里应该特别提到《群学肄言》，即“社会学研究法”，毛泽东以为不只是社会学，对各个学科的研究都是有益的。读过之后，他在给好友萧子升的信中兴奋地介绍这本书：“为学之道在是矣！”“其实不限于群学，作百科之肄言观可也。”还有那著名的《天演论》，这是严复根据赫胥黎的《进化论与伦理学》一书编译而成的，其中夹有许多译者的评论。如认为“世道必进，后胜于今”，反对中国人“好古而忽今”的思想；中国要救亡图存，只有“早日变计”，“力今以胜古”。康有为鼓吹维新的重要著作《新学伪经考》），是以对儒家经典作出新的阐发来反对“恪守祖训”的封建顽固派的。跟康、梁不同，严复原原本本地介绍西方的名著，着重介绍了近代自然科学的方法论，使中国人比较系统地了解西方学术，给维新派提供了新的有力武器。严复的这些译本给了青年毛泽东很大的影响。后来，在《论人民民主专政》一文中，严复和洪秀全、康有为、孙中山被并列于“代表了在中国共产党出世以前向西方寻找真理的一派人物”。
这半年的自修是很惬意也极有收获的，但因遭到父亲的反对而无法继续下去了，父亲希望儿子能进正规的学校念书。为了能继续从家庭取得有限的费用，以维持最低消费的生活，而又得到学习的机会，他最后不得不考入免收学膳费的师范学校。1913年春季，将近20岁的毛泽东考入了湖南公立第四师范。他又是以第一名被录取的。校长看了他的作文试卷，深为叹服，说：“这样的文章，我辈同事中有几个做得出来！”第二年春季，第四师范合并于第一师范，直到1918年夏季毕业，他在这所当年很有名气的学校学习了五年半。
毛泽东利用在第一师范五年半的时间，专攻社会科学，一心探索救国救民的真理和改造社会的道路。他的思想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期开始形成。我也是在这里获得社会行动的初步经验的。”他回忆说“这所新学校有许多校规，我只赞成其中的极少数。首先，我反对自然科学列为必修课。我想专修社会科学，对自然科学并不特别感兴趣，也不去钻研，所以这些课程我得到的分数很低。”“幸亏我的社会科学各科得到的分数都很高，这样就扯平了其他课程的坏分数。”这是一件很能够显示性格特征的轶事。他是一个从来不愿受约束而要按自己主见行事的人。对于当时像他这样一个立志从事政治活动的人来说，学社会科学远比自然科学有兴趣是十分自然的事，无可非议。但对自然知识的忽视，就毛泽东的一生来说，毕竟是一种遗憾。
毛泽东幸运的是，在第一师范遇到了很好的老师和很好的同学。当时给他影响最深的是伦理学教师杨昌济。杨先后在日本和英国留学共达10年之久，自幼服膺程朱之学，青年时期具有爱国思想（留学时改名怀中）。与当年一般竞学法政、实业、军事等科的留学生不同，他在外国潜心研究教育和哲学，探求做人的道理。归国时正逢辛亥革命，谭延闽想延揽他做教育司长。他不愿做官，只是选择了一个冷清清的位置，当一个师范教员。很显然，这是由于他不满现实，有所抱负，想从教育着手，为国家培育人才。毛泽东认为杨昌济是“一个道德高尚的人。他对自己的伦理学有强烈信仰，努力鼓励学生立志做有益于社会的正大光明的人。”难得的是，在众多学生中，杨昌济对毛泽东也最为欣赏。他在1915年4月5日的日记中写道：“毛泽东言其所居之地为湘潭与湘乡连界之地，仅隔一山，人多务农。渠之父先亦务农，现业转贩；其弟亦务农，其外家为湘乡人，亦农家也，而资质俊秀若此，殊为难得。余因以农家多出异材，引曾涤生、梁任公之例以勉之。毛生曾务农二年，民国反正时又曾当兵半年，亦有趣味之履历也。”据杨昌济好友章士钊回忆，1920年曾接到杨去世前的信，称述毛泽东与蔡和森二人的学行：“吾郑重语君，二子海内人才，前程远大，君不言救国则已，救国先重二子。”
在第一师范的教师中，给予学生以良好影响的，还有徐特立和方维夏等，他们后来都成了著名的共产党人。同学中的蔡和森、何叔衡、陈昌、罗学瓒、张昆弟等，也都是关心国家人民前途命运的热血青年，围绕在杨昌济老师的周围。后来他们和毛泽东一起组织了新民学会。建党以后，他们成为湖南最早的一批党员骨干，并且都为共产主义事业献出了生命。这些师友都和毛泽东有着很深的关系，彼此之间都有着良好的影响。
《讲堂录》中，孔孟儒家学说占有突出的地位。在中国传统的文化遗产中，跟老庄的主要是出世的思想不同，孔孟主要是人世的思想。显然，毛泽东正是怀有改造国家社会的抱负，才对孔孟学说发生兴趣的。例如，他摘录了孟子说的“夫天未欲平治天下也，如欲平治天下，当今之世，舍我其谁也”这样的话；提到了主张“先天下之忧而忧”的范仲淹；提到了自许“六经责我开生面”的王船山，等等。可贵的是，青年毛泽东并没有全盘接受孔孟的思想，而进行了一些独立的思考。例如，他写道‘君子谋道不谋食’（按：见《论语·卫灵公》），系对孳孳为利者而言，非谓凡士人均不贵谋夫食也。‘志不在温饱’（按：宋代王曾的名言：“曾平生之志不在温饱”），对立志而言，若言作用则王道之极亦只衣帛食粟、不饥不寒而已，安见温饱之不可以谋也。”列宁在《哲学笔记·费尔巴哈（宗教本质讲演录>一书摘要》中认为，费尔巴哈提出的道德不是别的，只是一切人的利己主义的论点，可以算是“历史唯物主义的胚芽”。毛泽东的这些议论显然也是包含着历史唯物主义的胚芽的。
《讲堂录》中还记有曾国藩的语录：“不说大话，不骛虚名，不行架空之事，不谈过高之理”；记下了曾撰《圣哲画像记》中所标举的32个人；以及曾所倡导的“八本”：即读书、作文、养生、事亲、居家、立身、做官、行军等项的基本准则。他对曾国藩的赞赏显然是受了杨昌济的影响。这里应当附带说明一下，旧时尤其是湖南的读书人，包括一些有为之士，一般容易受所谓“中兴名臣”、“一代儒宗”曾国藩治学、办事、处世、为人的影响。曾国藩一生研究宋明理学，以儒家道统的继承者自居。他在镇压太平天国时，就声称不仅是为了维护清王朝的统治，而且是为了维护纲常名教的道统，因而笼络了一批汉族封建知识分子。对于曾国藩鼓吹程朱之学，重视伦理道德修养，杨昌济很是推崇，他的著作《（论语类钞》中，认为曾国藩抓住了他自己所主张的“大本大源”。毛泽东在1917年8月23日致黎锦熙的信中说：“今之论人者，称袁世凯、孙文、康有为而三，孙、袁吾不论，独康似略有本源，然细观之，其本源究不能指其实在何处，徒为华言炫听，并无一千树立枝叶扶疏之妙。愚意所谓本源者，倡学而已矣，惟学如基础，今日无学，故基础不厚，时虞倾圮。愚于近人，独服曾文正，观其收拾洪杨一役，而完满无缺，使以今人易其位，其能如彼之完满乎？”
一个认真的思想家、哲学家，无不从探究世界的本源人手，来建立自己的世界观、人生观。本源是来自精神，还是来自物质？借学校自学的毛泽东，也是从这里开始的，他为此付出了艰巨的精神劳动，这从现在幸存的另一件实物得到证实。这件实物就是1917年至1918年杨昌济教伦理学所用的课本《伦理学原理》（德国泡尔生著、蔡元培译）。在这约10万字的课本上，毛泽东用工整的蝇头小楷写了12100余字的批语。全书逐字逐句都加上圈点、单杠、双杠、三角、叉等等符号。可见他在学习中是何等的专注而深思。泡尔生是19世纪康德派唯心哲学家，于伦理学调和动机论与功利论。毛泽东的批语，除了少部分是对原书一些章节的提要以及“此语甚精”、“此不然”之类表示是否赞同的短句之外，绝大部分是他发抒自己对伦理观、人生观、历史观和宇宙观的各种见解，以及对原书的批判或引申，其中许多地方联系到古今中外诸家的哲学思想，以及“五四”前夜的国事与思潮。总之，处处显示着追求真理和改革国家社会的精神。