牛頓把水漏時鍾和風車留給克拉克藥局的史托麗小姐。自己隨母親回到家中，辛辛苦苦地幹起農活。夏季，汗水不停地流，手上長起了泡，鋤頭還要不停地揮，水泡破裂，陣陣疼痛。農閑的時候，牛頓仍然愛動腦筋思考問題。1658年9月3日，牛頓在暴風雨中做了他的第一次物理實驗。狂風中，牛頓跑到庭院中央，從雨點的方向可以看出風的方向。牛頓腳下放個蘋果，先是順風猛跳，落腳點再放上一個蘋果；兩個蘋果之間記錄下自己順風跳的距離。然後再從第二個蘋果，逆著風向第一個蘋果猛跳，但跳不到第一個蘋果。牛頓希望從順風跳遠和逆風跳遠的距離之差，求出風力。因為風力越強，差距越大。牛頓濕漉漉地跑進屋子，用鉛筆把距離數字記下來，再跑出去試驗。
牛頓在中學養成了讀書的習慣。他抓緊一切時間看書學習。有時他和傭人湯姆一起去趕集，當馬車離家遠了，看不見白石小屋了，牛頓就讓湯姆一個人去鎮上買賣東西，自己跳下馬車坐在一棵大樹下讀起書來，並且對湯姆說：回家的路上，你可以在這裏找到我。在牛頓放羊和喂雞的時候，也常常手不釋卷。失職的事屢屢發生。喂完了雞，常忘了關好雞舍的門，雞跑出去吃光了田裏的小白菜或蘿卜。牧羊時有一次約有七隻羊跑進鄰居家的玉米地，糟蹋了莊稼，事後還要賠人家的錢。
在牛頓兩年農夫生活中，媽媽看到他隻愛專心讀書，卻不能很好地做一個農夫，家中又沒有餘力送牛頓去念大學，媽媽心中很難過，便和哥哥詹姆士牧師商量。詹姆士是念過大學的，他看到牛頓喜歡讀書，又勤於思考，有鑽研精神。他認為，既然牛頓長大之後不能成為一個好的農夫，這一定是神的意誌，應當為牛頓著想，讓他走另外一條路。他勸妹妹，忍一忍家中的困難，讓牛頓出去念書吧，將來他或者會成為一個學者，或者成為一名牧師。沒有錢當然很難進大學。當時幸好劍橋大學的三一學院有工讀生製度，這給他們以一線的希望。
在舅舅的勸說下，再加上格蘭薩姆中學校長斯托克先生願意在經濟上給些資助，牛頓的母親又讓他回到格蘭薩姆皇家中學繼續讀書。複學後，牛頓以更大的熱情在那裏又攻讀了三年。他很快成為一名模範生。他仍然住在克拉克藥劑師的家裏，與他們的女兒成為要好的朋友。藥店本身就類似於一個化學實驗室，藥店裏的環境培養了牛頓熱衷於科學實驗的習慣。這時的牛頓，心中還惦記著家中母親的日夜操勞，在生活的各方麵都盡量的節儉。
從牛頓青少年時代的筆記本裏可以看到，牛頓對日常見到的自然現象以及有關的自然知識，早就有了整理分類的愛好。他在中學時代，已對顏色的調配、幾何問題、太陽時鍾以及哥白尼日心說，發生了濃厚的興趣，這也為以後的大學學習打下了基礎。
格蘭薩姆的皇家中學是文法學校，著重教授拉丁文。那時英國通用的是拉丁文，大學講義、學術書籍、公文、聖經，都是用拉丁文書寫。所以做牧師、學者、官員，都必須先進文法學校。文法學校的學科，除拉丁文以外，還有神學和數學。神學是講授關於基督教的神的學問，數學主要是幾何學，訓練學生合理地思考和證明。那時候的文法學校還沒有理科課程，因為自然科學還沒有發展到足以設科進行教授的程度。哥白尼1543年發表的《天體運行論》宣布自然科學從神學中解放出來。自然科學剛剛走上艱難發展的道路，牛頓所能學到的隻能是一些零散的科學知識。
1661年6月5日，18歲的牛頓受格蘭薩姆皇家文法學校校長的推薦，成為劍橋大學三一學院的工讀生。