私塾先生没有当即批评宋应星，而是说：“应星平时学习很好，不像你说的那样。不信，我可以让他当场背一篇文章。”宋应星听老师这么说，一口气背出了7篇文章。他的父亲和先生都很惊讶。宋应星解释说：“平时学习的时候，就一门心思地读书，其他什么也不想。等到功课做完了，我才去做别的事情。你们根本不用这么担心。”
这时，父亲也没话可说。但宋应星也体谅父亲的苦心，从此，学习上确实比以前更努力了些。不久，宋应星投师于族叔宋国祚，继而就学于举人邓良知。待年纪稍长，他考入本县县学，成为庠生。宋应星熟读经史以及诸子百家的著作，非常推崇张载的关学，并接受了他的唯物主义自然观。他对农学、天文学、声学以及工艺制造学很感兴趣，还曾熟读李时珍的《本草纲目》。此外，他常与同窗好友到各地风景名胜游玩，相互问诘，相互激励，纵论天下大事。