毛泽东在一师学习时，以社会科学为主，以自修为主，博览群书和重点攻读相结合。他还花钱订阅北京、上海和湖南的日报，经常阅读、研究中国和世界的局势。班里的同学周世钊回忆说，毛泽东每每为我们分析中国和世界的政治军事形势，总是那么详尽，那么明晰，那么有根据，特别是谈到列强如何侵略中国，中国为什么被侵略而不能抵抗，青年对救国应负的责任时，同学们的情绪也随着他的感情、有鼓动力的谈话，时而兴奋，时而激昂，时而愤怒。因此，同学们都赞誉他“身无半文，心忧天。”
就这样，毛泽东从探索维新变法到探索辛亥革命，从研究欧美各国的社会学说到直接研究中国反帝反封建的革命斗争，走过了漫长而曲折的道路。
三、面向社会，注重实践，把书本知识和社会实践结合起来。“读书人信书本，种田人看收成。”农家出身的毛泽东，在读了大量的书籍报刊之后，巧妙地把二者结合起来，把书本知识和实践经验结合起来，把理论和实践结合起来。
毛泽东常说，不但要善于读死的书本，还要善于读“活”的书本，不但要读有字的书，而且要读无字的书。
他认为只有书本知识而脱离社会实践的人，担当不起改造中国和世界的历史重任。他在《讲堂录》中写道：“闭门求学，其学无用。欲从天下国家万事万物而学之，则汗漫九垓，遍游四宇尚已。”“游之为益大矣哉！登祝融之峰，一览众山小；泛黄勃之海，启瞬江潮失。”“农事不理，则不知稼穑之艰难；休其蚕织，则不知衣服之所自。”
进入第一师范后，毛泽东常利用课余时间到附近的工厂、农村进行访问，调查。1916年暑假，他又邀挚友蔡和森一道游历了湖南的浏阳、湘阴、岳阳，绕洞庭湖南半圈返回，历时一个多月。为了锻炼自己，他们不带路费，遇到机关、学校、商店，就用红纸写一副对联送去，于是，人家就给他们饭吃，或打发几个钱，或留他们住宿。他们利用这“游学”方式，深入农村，了解农民，学会了许多新鲜的社会知识。毛泽东还把沿途的见闻、感想，写成了一篇篇通讯，寄给《湖南通俗教育报》发表，引起了许多读者的注意。
第二年暑假，毛泽东又邀老同学萧子升一道，考察了长沙、宁乡、安化、益阳、沅江等5个县，历时一月多，行程九百多里。1917年冬，毛泽东又到浏阳县文家市一带考察访问。他深入到农民中间，和农民一起挑水种菜，向农民宣传反帝反封建反迷信的道理。
毛泽东在学校里读书的同时，也注重社会活动。在湖南第一师范，毛泽东从1915年下学期至1918年上学期，一直担任学友会的文牍、总务等工作，倡导学术研究和体育活动，并且以满腔热忱，主办了工人夜校。
1917年10月底，毛泽东以一师学友会总务兼教育研究部部长的身份，召集学友会讨论决定，在一师附近的国民学校继续办工人夜校。在会上，毛泽东提出要办工人夜校的四条理由的第一条就是“依据国家现状，社会的中间力量实为大多数失学的国民，即工人和农民”。第四条是“可借以打破社会和学校鸿沟分明、相隔相疑的局面”，通过办夜校，增强学生与工农群众的联系。
经过精心筹备，1917年11月9日晚，毛泽东倡导的工人夜校开学了。毛泽东组织夜校工作人员，热情地到门口欢迎工友，把他们领进教室，给他们讲学习的目的、意义、课程，解释“上课说明书”，开始上课。
有趣的是，就在毛泽东主办的工人夜校开学的前两天，即公历1917年11月7日，在列宁的领导下，由斯大林负责主持的布尔什维克党总部，指挥着彼得格勒的革命军队和广大工人起义胜利了。“阿芙乐尔”号巡洋舰轰击冬宫的炮声，报道了10月25日（公历11月7日）是个新纪元，是伟大的社会主义革命纪元的开始。斯大林当时是具体指挥起义的党总部的负责人，但他没有想到，就在他指挥起义的第三天，在中国江南的长沙城里，毛泽东主办的工人夜校开学了。毛泽东当时虽是学生，但他已在探索中认识到工人和农民是“社会的中坚力量”，开始做城市产业工人的工作了。斯大林更没想到，就是这个毛泽东，顶住了他那照搬苏联模式的指令，从中国的实际出发，开辟了以农村包围城市的革命道路，使中国革命走向胜利。那时候，毛泽东就在认真地探索革命真理，开始做产业工人的工作了。
在湖南一师，毛泽东还带领同学们开展反帝反军阀的革命斗争。1915年，日本为了独吞中国，向中国政府提出了二十一条。袁世凯想当皇帝，要取得日本的支持，在5月9日就全部承认了二十一条。中国人民无比愤慨，到处抗议。同年夏，毛泽东读了一本揭露袁世凯卖国罪行的小册子《明耻篇》后，便在封面上批了四句话：
五月七日，民国奇耻。何以报仇？在我学子！
表现了强烈的爱国主义感情和以救国为己任的反帝反封建的思想。袁世凯为了当皇帝，指使他的爪牙在各地成立“筹安会”，进行“劝进”活动。
许多进步人士发表文章、谈话，反对袁世凯称帝。毛泽东以学友会的名义，将反对袁世凯称帝卖国的文章编印成册，到处散发，揭发袁世凯复辟帝制的罪行，引起了强烈反响。当局发现小册子后，出动大批军警，到第一师范搜查。由于毛泽东警惕性高，早有防备，未查出“乱党”证据，只好不了了之。
毛泽东在探索中形成的这种读书面向社会，注重实践，不尚空谈，理论联系实际的优良学风，不仅对他个人发现真理，探讨救国救民之路起了重要作用，而且后来经过他提倡和发展，经过延安整风，形成了中国共产党的三大作风之一，对中国革命事业产生了巨大影响。
四、目标明确，上下求索，独立思考，分析批判，在实践检验中择优发展。这是毛泽东探索救国救民道路中的又一个显著特点。毛泽东吃过迷信的亏，但他后来不迷信，不盲从。他说我们读书、看报，都要开动脑筋想一想，多问几个“为什么”。不论古人的话、洋人的话、教师的话、名流学者的话，我们都要反复思考、分析批判、实事求是、不能盲从。所以他读过的书往往圈圈点点，批注很多，还有的批了又批，反复推敲。凡是他认为道理对的、文字好的地方，就特别画出记号，写上“此论颇精”、“甚合吾意”等语；凡是道理不通或文字不佳的地方，他又打叉画杠，写上“不通”、“此说非是”等批语。
对一种主张，一种道理，他决不盲从，而定要究其源，问其本，判明是非才决定弃取。例如救国该从何处入手？学习该学什么？毛泽东曾经考虑了很久、很久。1917年8月23日，毛泽东在给黎锦熙的信中写道：“社会之组织极复杂，而又有数千年之历史，民智污塞，开通为难。欲动天下者，当动天下之心，而不徒在显见之迹。动其心者，当具有大本大源。今日变法，俱从枝节入手，如议会、宪法、总统、内阁、军事、教育、实业，一切皆枝节也。枝节亦不可少，惟此种枝节，必有本源。本源未得，则此种枝节为赘疣，为不贯气，为支离灭裂。幸者与本源略近；不幸则背道而驰。夫以与本源背道而驰者，而以为临民制治之具，几何不谬种流传，陷一世一国于败亡哉？而岂有毫未之富强、幸福可言哉！”
在这里，毛泽东强调救国要立足于人民，立足于振奋人心。立足于用“大本大源”去从“根本上变全国之思想”。那么，他说的“本源”是什么呢？毛泽东接着写道：“夫本源者，宇宙之真理。”“今吾以大本大源为号召，天下之心岂有不动者乎？天下之心皆动，天下之事有不能为者乎？天下之事可为，国家有不富强、幸福者乎？”
从这封信中可以看出，当时，毛泽东虽然还没有找到马克思主义这个“宇宙之真理”，还没有找到从“根本上变全国之思想”的“大本大源”，但他正在奋力去找，而且已经认识到它是议会、宪法、总统、内阁、军事、教育、实业等一切“枝节”的“本源”。同时，在这封信中，毛泽东还指出：“怀中先生言，日本某君以为东方思想，均不切于实际生活。诚哉其言！吾意即西方思想，亦未必尽是，几多部份，亦应与东方思想同时改造也。”
毛泽东的这种批判分析精神，不仅表现在对待东方思想或西方思想上，也表现在他对自己的思想不断地进行自我批判，自我澄清，去伪存真，去粗取精。因此，他虽然信过神佛之说，信仰过孔孟之道、宋明理学，崇拜过康有为、梁启超、谭嗣同，也受过胡适、托尔斯泰的影响，还信仰过自由主义、民主改良主义、无政府主义以及乌托邦、空想社会主义等等，但是，当他把这些学说、人物、思想、主义放在救国救民的社会实践中检验之后，放在改造中国和世界的目标天平上检验之后，立刻就发现了真伪，试出了优劣，于是他便无情地分析批判，去伪存真，去粗取精，去劣取优，清除错误思想对自己的影响，在前进中探索新的真理。这种精神，经过毛泽东长期的坚持、发展和宣传，不断推广，后来经过延安整风，形成了中国共产党的三大优良作风之一：批评和自我批评的精神。
五、发现真理，抓住不丢，结合实际，深入探索，终于成为创造性的马克思主义者。结束了在湖南第一师范五年半的学习生活后，1918年8月间，毛泽东同罗学瓒、萧子升、李维汉等25名准备赴法勤工俭学的同学到了北京。毛泽东日夜奔忙，组织预备班，送第一批赴法勤工俭学的青年前往法国。
然而毛泽东自己并不想去法国学习。他要留在中国，研究中国。后来，他回忆自己当时的思想状况时，说：“在这个时候，我的思想是自由主义、民主改良主义、空想社会主义等观念的大杂烩。我对‘十九世纪的民主’，乌托邦主义和旧式的自由主义，抱有一些模糊的热情，但是我是明确地反对军阀和反对帝国主义的。”
就在这个时候，毛泽东的老师杨昌济将他介绍给了***。***当时担任北京大学教授兼图书馆主任，他把毛泽东分配在图书馆当助理员。毛泽东在***的身边工作，能看到许多马克思主义的书籍，接触到一些研究马克思主义的人和新文化运动的领导者，如傅斯年、罗加伦、陈独秀、胡适、蔡元培等人，同他们讨论新思潮的各种问题。毛泽东除在北大旁听一些他所感兴趣的课程外，还参加北大的哲学会和新闻研究会，讨论各种哲学和时事问题。
当时，十月革命的影响遍及世界，马克思主义已经传入中国。毛泽东以北京大学为基地，努力钻研十月革命的经验，认真学习马克思主义，同时，又在1918年冬和1919年春两次去到长辛店机车车辆厂进行调查研究。他在回忆当时的情况时说：
“我在***手下担任国立北京大学图书馆助理员的时候，曾经迅速地朝着马克思主义的方向发展。”