湖南第一师范红色底蕴深厚，毛泽东在此学习、工作8个春秋，对他的成长产生了巨大影响。1936年，毛泽东同美国记者斯诺谈话时说：“我在这里——湖南省立第一师范度过的生活中发生了很多事情，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。”由此可见，第一师范的学习经历为其成为“拄长天之大木”打下了坚实的基础。
“资质俊秀若此，殊为难得”
据《毛泽东年谱》记载，毛泽东在进入一师之前，曾在多所学校就读，但都不甚满意。他既不喜欢私塾讲授的传统经书，也头痛父亲要他学习珠算以便给家里记账的功利主义。他的心思放在阅读中外历史、地理书籍和关注世界大势上。
1913年春，毛泽东经过慎重考虑，以第一名的优异成绩考入了不收学费、膳宿费低廉、自己最适合的湖南省立第四师范学校。1914年，第四师范学校和第一师范学校合并。从此，毛泽东有如鱼入大海尽情遨游，在第一师范度过了近五年半的师范生生活。
当时被誉为湖南亚高学府、堪称湖南培养新青年摇篮的第一师范，适应新文化运动潮流，吸取国内外教育先进经验，汇聚了杨昌济、徐特立、方维夏、黎锦熙等一批名师大家。毛泽东在此深得名师指点。“欲栽大木拄长天”的杨昌济，是毛泽东的修身学老师，初识毛泽东时赞赏他：“资质俊秀若此，殊为难得”。毛泽东的《心之力》以满分获得杨昌济的盛赞。在徐特立的影响下，毛泽东养成了“不动笔墨不读书”的好习惯，在十万字的《伦理学原理》教材上就写下了1.2万余字的批语。
第一师范当时鼓励学生自学和独立思考，“不盲从”的毛泽东的学习天性在此得到极大伸张。他除了认真接受课堂教育外，还养成了自主学习、广泛阅读的好习惯。学校的图书馆和书报阅览室是他最喜欢去的地方，他是当时从图书馆借书册次最多的学生。他经常带着世界地图、英汉词典和一个笔记本去书报阅览室，边看边写心得体会，对时事政治常有极其独特的见解和观点，被老师同学们誉为“时事通”。
在此，毛泽东结交了蔡和森、何叔衡、周世钊、李维汉、萧子升等一大批追求进步的热血青年，共同研讨学问，探求救国救民之道。
“改造中国与世界”
毛泽东离开韶山到湘乡去求学时即写诗明志：“孩儿立志出乡关，学不成名誓不还，埋骨何须桑梓地，人生无处不青山。”后来在第一师范读书时给自己取名为“子任”，以救天下苍生为己任。
毛泽东与寝室同学约法三章：不谈家庭琐事，不谈金钱，不谈男女问题。“三不谈”彰显了青年毛泽东心中所系的是对国家、民族和人民的责任与使命，正如1915年毛泽东以“二十八画生”名字发布《征友启事》所言：“但有能耐艰苦劳顿，不惜己身而为国家者，修远求索，上下而欲觅同道者，皆吾之所求也”。
1915年5月，袁世凯为了换取日本对其复辟帝制的支持，竟然基本接受日本吞噬中国主权的“二十一条”。一师师生义愤填膺，编辑了《明耻篇》，毛泽东愤然写下：“五月七日，民国奇耻。何以报仇？在我学子！”爱国报国大志跃然纸上。
毛泽东在第一师范学习期间，一直探求救国救民的道路并不断为之奋斗。1918年4月4日，由毛泽东、蔡和森等13人组成的新民学会正式成立，在毛泽东和蔡和森领导下，新民学会发生了质的飞跃，由“革新学术，砥砺品行，改良人心风俗”发展为以马克思主义为信仰、以“改造中国与世界”为宗旨的革命团体。“恰同学少年，风华正茂”，以毛泽东为代表的一大批志同道合的一师青年，从此坚定地走上了救国救民的道路。
“文明其精神，野蛮其体魄”
在校期间，毛泽东积极参加以“砥砺道德，研究教育，增进学识，养成职业，锻炼身体，联络感情”为宗旨的学友会，与兼任会长的校长孔昭绶商议，把各部部长由教师担任改为放手由优秀学生担任，推进了学生自治的深入。通过主持学友会，毛泽东在学生自治民主氛围中成长，他的许多组织才能、办事能力得到了锻炼，群众路线观初步建立。
毛泽东非常注重体育锻炼，校内有口古井，是毛泽东每天清晨洗“冷水浴”的地方，春夏秋冬从不间断，用以锻炼体魄，磨炼勇猛无畏的精神。1917年，毛泽东的同学染病去世，痛失学友，他非常伤心，因此开展了深入的调查研究，最终“诊断”为体育锻炼太少而身亡。因而，毛泽东在追悼会上写下挽联：“为何死了七个同学？只因不习十分间操！”他自创了六段操并积极推广，撰写了论文《体育之研究》在1917年4月1日《新青年》上发表，文章深刻阐述了体育与身心健康的辩证关系，认为“体育一道，配德育与智育，而德智皆寄于体，无体是无德智也”，并提出“文明其精神，野蛮其体魄”的主张。
“人物互选”是根据一师校章规定而开展的一项群众性活动。“人物互选”，即除了老师考查学生外，由学生考评优秀学生的评选方法，考评内容按德育、体育、智育排序，共3大类17项。1917年6月的“人物互选”结果，毛泽东以49票当选，获全校第一，显示了毛泽东的全面才能，特别是不畏艰险的胆识、雄辩的语言天赋、果断机敏的办事能力得到同学们的一致赞赏，同学们叫他“毛奇”，推崇他是一个“志向非凡、与众不同”的奇特的人。
“欲从天下国家万事万物而学之”
担任学监的方维夏教导毛泽东既要读有字之书，又要读无字之书，毛泽东深以为然，在《讲堂录》中写下“闭门求学，其学无用，欲从天下国家万事万物而学之”。
1917年暑假，毛泽东邀萧子升不带分文，进行修学旅行，途经长沙、宁乡、安化、益阳、沅江的城镇、农村，步行900余里。沿湘安古道一路走来，无论碰上什么人，毛泽东都能与他们打成一片。他态度谦卑，语气和蔼，老百姓也乐于与这样的读书先生打交道，也为他们提供力所能及的帮助。1917年寒假，毛泽东又不畏严寒走访了浏阳市铁炉冲一带。他走访社会各界人士，查阅各县县志了解风土人情和社会状况。他尤其关注农民，每到一个地方都主动跟农民聊家常，主动帮他们干农活。憨厚淳朴的农民看到毛泽东同情关心他们的疾苦，感觉非常亲切，都乐意和他交谈，留他们吃饭住宿。毛泽东的“游学”经历，既锻炼了他的社会调查能力，又养成了密切联系群众的习惯。
1917年毛泽东主办湖南第一师范工人夜学，既学以致用、满足工人求学需求，同时也熟读社会这本大书。毛泽东通过走访工人，了解工人的学习需求和兴趣，并亲自教历史，普及工人历史、社会常识。他要求物理科老师讲授火车为什么能跑、电灯何以能发光等社会生活中的新兴科学技术知识和现象，使工人增长知识，获得进步，提高觉悟。工人们亲切地说：“毛先生是我们的贴心人。”
毛泽东还在第一师范进行了第一次军事实践活动。1917年11月护法战争期间，3000多名北洋军人溃逃至长沙南郊猴子石一带。为了保卫长沙城，使学校和城内居民不被劫掠，当时年仅24岁的毛泽东，在学校的大力支持下，联合城内为数不多的警察，率领100多名学生志愿军，埋伏于离猴子石很近且地势险要的金盆岭，斗智斗勇，最后迫使溃军缴枪。这就是有名的“猴子石缴枪”事件，展现了毛泽东过人的胆识和谋略。