当时的中国科技大学是五年制，正常高考入校的学生都是进校时选一个专业读完五年，而少年班则可以享受特殊待遇，第一年在少年班，第二年再确定自己的专业。到1979年，上了大二的张亚勤选择了无线电电子工程专业。当时的中国，数学、物理、工程专业的研究水平和世界水平相差很远，但中国科技大学得天独厚的条件使得这里的教授已经开始和国外学术界开展交流，能够掌握外界的最新研究动态。无线电系系主任和同学们交谈，提到的都是自己刚刚看到或者读到的国外最新科研进展。
“当然不能拿现在的情况和30年前比。今天硅谷刚刚出了一个互联网新模式，几天以后中国马上就有一个一模一样的东西出来了。但在当时，我们的信息渠道相当闭塞，听老师们谈到的那些东西，就像是另外一个世界。尤其是我还看了一部电影《未来世界》，电影里机器人控制了人类世界，特别有意思。我就想，实现自动控制只能通过计算机，只有它才有这么大的能量，这个领域充满了未知。现在看来，这个专业当然选得很好，但1979年整个学校也没有几台计算机，这个专业将来做什么我也没概念，但它就是吸引我。”
本科三年级开始，张亚勤的考试成绩一直在班里名列前茅。老师讲的知识他很容易就能领会。然而，张亚勤在学习上也有自己的软肋，那就是动手操作能力差，而他所在的无线电电子工程专业，动手实践是很重要的一环，仅靠书本上的知识应付考试不行，书上提到的定理、定律都要通过实践一一验证。实验课一直让张亚勤很头痛。
实验室在教学楼的一个角落里，里面堆满了电线、线圈、铜片等各种电子元器件，“刚来的时候，感觉就像是进了一家废品收购站”。每次进入实验室，一看到满桌子的实验材料和器械，他的头就轰轰作响。平时耳熟能详的书本知识，一到具体操作，就变成一团苍白的数据，眼前只有这些七零八落的元器件。
实验课之外，计算机编程也是张亚勤的一个弱项。上世纪70年代末的电脑编程，需要用打孔机在空白卡片上凿出一些小孔，然后把卡片一张张依次插入卡片阅读机，将程序全部输入到计算机里，运算结果再通过纸带穿孔机输出的纸带展现出来。这种原始的编程工作并非易事，不管张亚勤怎么努力，穿孔机输出的纸带总是显示异常。往往下课了，他还在满头大汗地和穿孔机较劲儿。
这些都还算不上最糟糕的。本科毕业设计称得上是张亚勤学业上的“滑铁卢”。1983年，张亚勤本科毕业，他选择的毕业设计是做一块电路板。知道自己动手能力差，张亚勤也很担心这门课程通不过，所以提早就开始进行非常认真的准备。
当时实验条件差，除了图纸要自己画，实验材料也要自己去收集。实验需要的铜板，就是他跑到校办工厂里去找工人师傅要的。在调试过程中，即使每根线路、每个节点都一处一处地查遍了，异常状况还是接连不断，这让他常常急得满头大汗，在实验室一折腾就是一天。当他终于调试好“作品”，确保不会“出状况”，满心欢喜地捧给老师时，老师却皱起了眉：“这个线路板，可真不怎么好看啊……”
张亚勤的这块电路板确实有些“惨不忍睹”：线路纵横交叉、杂乱无章，面板凸凹不平，上面的焊接点还大小不均，简直丑死了。尽管老师安慰他“已经取得了很大进步”，但强烈的挫败感还是令他尴尬无比，都不知道是怎么和老师告别的。
可正是这块当年令张亚勤无比难堪的电路板，如今成了中国科技大学里的一件藏品。1999年，张亚勤以微软中国研究院首席科学家的身份回到中国科技大学，给无线电专业的师弟师妹们作演讲。教授打趣地对台下的学生们说：“我们请张亚勤给大家讲一下，这就是他当年本科毕业设计所做的电路板……”
1983年，张亚勤本科毕业，以全班第一名的成绩考上中科大无线电电子工程专业的硕士研究生，但动手能力差仍是他的一块心病。张亚勤深知学习电子工程专业，自己动手能力不足将会严重影响到以后的发展。他认为自己之所以动手能力差，主要就是实践太少，之前一直因为只注重学习理论知识而忽视了对动手能力的锻炼。于是，他开始重点加强实践能力的训练，并有意选了一个实践比较多的课题，下狠心一定要突破自己在动手能力上的瓶颈。
当时学校规定，每个学生选的课题都要在两年时间内完成，否则就不予毕业，拿不到硕士学位。在这种情况下，张亚勤偏偏选择了大家都认为他很难在两年完成的课题，在不到20岁的他看来，选课题就是要挑战极限，作研究没有风险就不会有突破。
20多年前，实验需要用的很多材料国内都还没有，张亚勤记得特别清楚，“模数转换芯片”和“稳压源”在合肥根本买不到，只有北京中关村的一些公司能够从国外直接进口，于是他就跑到北京等了整整几个月。
做这个课题需要到中国科技大学国家风洞实验室工作。做课题的那段日子，张亚勤几乎天天泡在实验室里，把实验室里破旧的计算机线路板，各种芯片全部拆掉，认真研究其中的构造。大到每块存储器的用途，小到每根线的走向……他一件一件反复安装、测试。为了弄清楚计算机的程序语言，张亚勤从最基础的二进制码开始，一遍遍默写计算机的汇编语言，反复画各种脉冲时序表、时序图。在很多人看来这是一件枯燥无味的工作，张亚勤却不厌其烦。偌大的实验室里，他常常一个人坐在一堆电子零部件中间，拆拆装装，反复研究。
由于张亚勤的目的纯粹是要锻炼自己的动手能力，因此什么难做什么，实践中的问题一个都不放过。翻资料，找老师。他最大的特点就是能很快在一件事情上深度聚焦，这是作技术研究所需要的。那时候就连吃饭、睡觉的时候，他满脑子都是那些散落的电脑零件。
就这样一鼓作气，在爆发式的集中突击后，张亚勤相当于重新制作了一台计算机所需的硬件，然后又做了一套操作系统协调软件，对计算机构造的熟悉程度有了质的飞跃。他说：“那次自我训练一方面为我的课题打下了基础，另外一方面，我知道我可以克服自己的短处。有了这个准备，进了风洞实验室的工作就相对顺畅得多了。前几年我去了一趟风洞实验室，发现他们用的设备还是我那个时候造的。”