“靈猴轉世”隻是杜撰傳說，張之洞也絕非“神童”，但他確有超乎常人的稟賦與聰慧。十三歲以前，他已學完四書、五經等全部儒家經典，兼習史學、小學（文字學）、及經濟之學，還自學了《孫子兵法》、《六韜》等多篇武學名著，完成應試科舉考試的必要準備，打下日後從政治學的初步基礎，並在十二歲那年刊刻了詩文集，名曰《天香閣十二齡草》。張之洞學業的進步，除了天賦，就是勤奮。他好學多思，沒有一般兒童不求甚解的毛病，從啟蒙識字開始，便渴求了解每一個字的含義，直到弄懂為止。他每日挑燈夜讀，專心思考，每當夜深人倦，不知不覺睡著了，打個盹，醒來再讀再想，必得其解而後已。父親對子女的重視也是促其成才的重要原因。興義府偏處黔東一隅，經濟落後，張鍈花錢從外省購回經史子集等各類書籍數十櫥，供諸子課餘隨意瀏覽閱讀，他認為自幼浸灌既多，日後必有益處。平日訓子，則以力學與儉約知禮為宗。為了四個兒子的學業精進，張鍈曾經聘請過十三名塾師，其中多為進士、舉人、貢生，其中包括後來任貴州巡撫被稱為血性奇男子的韓超。
道光二十九年（1849年）秋天，十三歲的張之洞在老家人張喜的陪護下，啟程回原籍直隸南皮縣參加縣試。經過三個多月的長途跋涉，曆經湘、鄂、豫三省，於第二年春節後，他第一次回到故鄉雙廟村。房屋是父親前些年新建的，但與普通民居並無大的不同，物料既不考究，也沒有深宅大院。張鍈說，廳房之木沒有自朽自爛的，鬆柏檁梁固好，如果子孫不爭氣，自恃家產揮霍浪費，再好的廳房也保不住。
參加當年縣試的童生中，數張之洞年齡最小，個兒最矮，這讓麻臉的縣教諭感到驚奇，有意試探這位看上去不過八九歲的小童生，提出要張之洞和他對對聯。他指著院內一棵彎曲的桃樹說：“駝背桃樹倒開花，黃蜂仰視”，要張之洞對下聯。之洞略一思忖，對曰：“瘦腳蓮蓬歪結子，白鷺斜觀”。麻臉教諭連聲稱好，又出上聯：“小童生兩腿木耳”。張之洞暗忖這是老先生在奚落自己，立刻回應：“老大人一臉花椒”。教諭聽了搖頭訕笑，心裏卻充滿著對這位小童生的愛慕之情。
張之洞在三天中一連考了五場，不論是八股文，試帖詩，還是經論、解賦、策問，場場應對自如，揮筆而就。不久榜發，張之洞名列榜首，中了秀才。在科舉時代，考中秀才叫做“進學”，即取得進入縣學繼續深造的資格，然後依照“學而優則仕”的規則，鄉試、會試、殿試一路考上去，金榜題名，封官授職，是謂科舉正途。張之洞小小年紀就考中秀才，順利闖過仕途上的第一關，前程似錦。