Ele estudou em uma tradicional escola de Meissen, a Escola do Burgo, até os 16 anos. O reitor da escola, o Professor Müller, o amava como a um filho, e lecionava redação e línguas antigas. Por dificuldades financeiras, seu pai o retirou da escola algumas vezes para trabalhar e ajudar no orçamento doméstico, mas, atendendo aos insistentes pedidos dos professores, permitiu que ele voltasse a estudar, onde não lhe era mais cobrado nada. O menino Samuel tinha um excepcional talento para aprender idiomas.
Numa das vezes em que seu pai o retirou da escola, o enviou para outra cidade, Leipzig, para trabalhar numa padaria, onde vivia como aprendiz. Por gostar muito de estudar, o rapaz fugiu da padaria e voltou para casa, onde sua mãe o escondeu por vários dias, com medo da reação de seu pai, até que ela preparou o terreno para que o pai escutasse o que Samuel tinha a dizer sobre seus sonhos de vida, ligados à ciência e à pesquisa. Gostava tanto de estudar que fez um pequeno candelabro de barro para usar à noite e poder estudar escondido. Neste setênio já lia os clássicos em grego e latim.
Ainda enquanto estudante, aos 12 anos, o reitor o convida para lecionar grego em sua escola. Seus colegas também o tinham em alta consideração. Estudava muito e não fazia atividades físicas, o que o levava a adoecer freqüentemente.