正當毛澤東在定王台圖書館興致勃勃地過著自修讀書的時候，新的問題出現了。首先是父親不肯供給學費，生計成了問題。這是因為毛順生覺得兒子在省城既不進學校，又不謀職業，發展下去不可想象，因而不能再給他接濟。二是住處也成了問題。湘鄉會館除了住有許多學生外，還住有不少被遣散的士兵，他們經常尋釁滋事，打架鬥毆，搞得會館不得安寧。這裏再也不能住下去了。毛澤東必須另找棲身之處。看來繼續自修的路是走不通了，毛澤東必須另想辦法。
一天，毛澤東在報紙上看到了一則廣告：“湖南省立第四師範學校招生!”招生廣告上說，本校不收學費和膳食求費，學生畢業之後為教育服務。廣告上還強調說，“教育乃立國之本”，歡迎有誌報效國家的青年前來投考本校，以獻身於教育事業。
看到這則廣告，毛澤東心裏十分高興。師範學校的招生條件，正適合於他這樣的勞動人民的子弟，而且還能解他燃眉之急。另外，從前途考慮，他覺得自己的氣質也最適宜教書。毛澤東的兩個朋友也都極力勸他報考第四師範，並希望他幫助他們一起考取。毛澤東把這個情況寫信告訴了家裏，家裏人也十分讚成。於是，毛澤東和他的兩個朋友。都去投考湖南省立第四師範學校。他除了寫自己的論文外，還替兩個好友各寫了一篇。結果三個人全被錄取了，大家高興得不得了。很多年之後，毛澤東說到這件事時，還開玩笑地說他自己考取了三通。
1914年春，第四師範合並於湖南省立第一師範學校，毛澤東的學習條件得到了進一步的改善。這裏環境優雅，校舍寬敞，藏書豐富，更重要的是，還有許多德高望重、學識淵博、思想開放的好老師。當時中等師範的學製是預科1年，本科4年。毛澤東在考入第四師範學校，讀完了1年預科後，並入第一師範學校。但由於四師是春季始業，一師是秋季始業，所以毛澤東到一師後，仍被編入預科3班，重讀預科半年。到1914年秋，他被編入一師的本科第8班。
進入一師後，毛澤東充分利用這裏的良好條件，更加刻苦認真地發憤讀書。這時候，他讀書的目的已經十分明確，就是為救國救民而儲才儲能，就是要探求人生的真諦和救國救民的根本途徑。他主張青年人要有高尚的理想、遠大的誌向，而人之所謂立誌，就是要追求真理，為實現真理而鬥爭。他認為“終身未得”真理，就是“終身無誌”。他覺得青年人應當從國家及天下大事著眼，把自己的學習與國家的命運、民族的前途和人民的幸福聯係起來。他和同學們共同勉勵，為挽救中國之危亡，為建設中國未來而儲才儲能，要做確有真才實學的救國“奇傑”，不做“金玉其外，不學無術，專為自己而生活的小人”。他與朋友們約定“三不談”：不談金錢，不談男女之間的問題，不談家庭瑣事。他覺得應當談論和關心的是大事，即“人的天性，人類社會，中國，世界，宇宙”。
從救國救民、儲才儲能的目的出發，毛澤東學習十分刻苦認真。每天湖南省立第一師範學校校舍他都早早起床，做完冷水浴或其他運動之後，就開始讀英語，從上午8時到下午3時都在教室學習。上課時，他總是端坐靜聽，認真思考和做筆記。課餘時間也沒有絲毫鬆懈，或是到閱覽室看書，或是找老師請教，或是找同學討論，從來都不閑著。晚上熄燈之後，他就到茶爐室或走廊裏，借著微弱的燈光讀書。為了看書方便，他還自備了一盞燈放在床頭，下麵墊上一節竹筒，常常坐在床上看書，有時甚至徹夜不眠。為了鍛煉自己在各種環境下讀書和思考的能力，毛澤東有時隻身到學校後山的妙高峰上“靜中求學”；有時又故意到車水馬龍、人聲嘈雜的長沙城門口“鬧中求靜”去看書。