苏轼自幼身体健康，头脑明快，原是个非常活泼好动的孩子，而他又不缺少游伴，除自家兄弟外，还有伯父家的堂兄弟不欺、不疑、不危，外婆家的表兄弟程之才、之元、之邵和街坊邻居等。孩子们碰在一起，便结伴往醴泉寺爬到树上去采橘子和柚子，登石头山去拾松果，玩得非常痛快。直到鬓有二毛，苏轼还非常怀念他们的童年，作《送表弟程六（之元，字德孺）知楚州》诗：
我时与子皆儿童，狂走从人觅梨栗。
健如黄犊不可恃，隙过白驹那暇惜。
醴泉寺古垂橘柚，石头山高暗松栎。
诸孙相逢万里外，一笑未解千忧积。
…………
苏轼七岁开始读书，八岁入小学，就读于天庆观北极院，从道士张易简为师，同学近百人中，老师就只称赞他和陈太初两个学生，聪明为全校之冠。但是人生各有不同的际遇，这陈太初后来做了道士，得了道，尸解于眉山。
学中见到老师的朋友矮道士李伯祥。这矮道士甚好作诗，但是诗格不高，苏轼记得他的一联断句“夜过修竹寺，醉打老僧门”，认为相当可爱。他一看到苏轼，便叹赏道：“这位郎君，是个贵人。”苏轼不知道他是怎么看出来的。
苏轼记得七岁时，碰到一个九十岁的朱姓老尼姑，讲她早年曾随其师进入蜀主孟昶宫中。一个盛暑酷热的夜晚，蜀主与花蕊夫人纳凉于摩诃池上，曾作一词，老尼记得全文，念给他听了一遍。四十年后，苏轼还记得首句“冰肌玉骨，自清凉无汗”，暇日寻味，认是《洞仙歌》令的起句，遂为补足全词，是《东坡乐府》中的名作之一。
庆历三年（1043）三月，仁宗因讨伐元昊，兵久无功，奋然改组政府，以章得象、晏殊为相，用杜衍为枢密使，范仲淹、韩琦、富弼为枢密副使，王素、欧阳修、余靖、蔡襄为谏官。朝局更新，当时的名士石介作了一篇《庆历圣德诗》，歌颂朝廷的人才济美。有人从京师来，抄了这篇诗给一位乡老先生看，苏轼刚巧在旁，听大人们这样讲，便从旁偷看，默默诵习，他问那乡老先生文中所颂，是些什么样的人。那人说：“童子何用知之。”苏轼抗议道：“如是天人，则不敢知，假使也是人的话，为何不可问？”那乡老先生讶异这孩子能说这样的话，就给他详细数说，并且告诉他道：“这韩、范、富和欧阳四人，是当今天下的人杰！”孩子心里，对这四个大人物，从此有了很深的印象，很想深入了解他们的为人。谁也料想不到，日后除了不及亲见范仲淹常以为恨外，韩琦、富弼和欧阳修，在这个孩子未来的生命历程中，都有非常重要的关系。（《范文正公文集序》）
苏轼十岁，已能开笔做文章。有一天，父亲诵读了欧阳修的新作《谢赐对衣金带马表》后，就叫儿子仿作一篇，他的拟作中有“匪伊垂之带有余，非敢后也马不进”那么一句，老苏甚喜，指着说：“希望这句话，将来你能自用。”做父亲的人，没有不望子成龙的，而四十六年后，苏轼以龙图阁学士出知颍州，撰谢表时，记起童年这个故事，果然把这联句子用了进去。
庆历五年（1045）春，苏洵离家宦游，先游了蜀境内的岷山、峨眉山，虽然攀上了绝顶，但是目眩足颤，只怕自己会下不了山，惶恐之至。然后坐了船由夔州、巫州经三峡而至湖北襄阳，舟行江上一个多月，看尽了两岸青峰，经历了峡路的急流，然后陆行而至汴京。
苏洵在京师，与同乡好友史经臣（彦辅）同应茂材异等试，这是朝廷收罗遗贤、布衣可求出身的特种考试之一。洵曾写信给梅圣俞，述当时应试之苦，有曰：“自思少年尝举茂材，中夜起坐，裹饭携饼，待晓东华门外，逐队而入，屈膝就席，俯首据案。其后每思至此，即为寒心。”虽然吃了苦，这次考试，却未取上。
苏、史二人，是推心置腹的好友。在眉山时，他们两个在“破窗孤灯，冷灰冻席”上，常常深谈终夕。这次同在京师应试，则又是“饮食寤寐，相恃以安”的伙伴，结果两人都没有考中。
苏洵外表冷漠，沉默寡言，他的儿子形容他是“燕居如斋”，难得一见言笑的人，但他心里却充满一团热火，隐然还有豪情侠气在他血管里沸腾，所以交游中他独喜欢豪放不羁的人物，如述他与史经臣的交往：“子以气豪，纵横放肆，隼击鹏骞。奇文怪论，卓若无敌，悚怛旁观。忆子大醉，中夜过我，狂歌叫欢。予不喜酒，正襟危坐，终夕无言。他人窃惊，宜若不合，胡为甚欢？嗟人何知，吾与彦辅，契心忘颜。”他们这时候，原来热切希望能够相共“飞腾云霄”而一举成名的，不料双双铩羽。
苏洵在京师逗留了一年多，不能得官，一气之下，漫游了河南的中岳嵩山、陕西的华山和豫陕之间的终南山，又南下江西，在九江与雷简夫订交。《忆山送人》诗说：“昨闻庐山郡，太守雷君贤。往求与识面，复见山郁蟠。”登庐山，见圆通寺的名僧居讷禅师，然后再赴虔州，直至接到父亲（苏序）于是年（庆历七年，1047）五月十一日逝世的噩耗，这才奔丧回乡。
苏洵离家后，苏轼便从张道士那里退了学，改由母亲亲自教读。计从道士张易简读书者已经三年。程夫人特别重视历史教育，因为历史事迹，不但启迪一个人的知识，更是培养品德、使能明辨是非的人格训练。她常常挑选古往今来人事成败的关键问题，提出来考问他的儿子，而她这个儿子反应敏锐，也都能回答得非常清楚扼要，母子二人，皆大欢喜。
程夫人教儿子读《后汉书》，至《范滂传》，不禁慨然太息起来。
范滂，字孟博，汝南征羌人，学问气节，深得乡里敬重，举孝廉，又举四行，受荐于朝廷，被派往冀州视察灾荒，范滂当时“登车揽辔，有澄清天下之志”。自入州境，一力纠弹吏治，铁面无私，甚至使贪官污吏，望风解印而逃。延熹二年（159）太尉黄琼任为府掾，范滂根据诏令，一口气检举州郡刺史太守以及权门豪家二十余人，朝廷不能尽采他的直言，他就辞官回家侍母。
当时宦官弄权，政风败坏，志士仁人，共起抗争，于是发生了党锢之祸。司隶校尉李膺、太仆杜密等二百余人下黄门北寺狱，范滂亦被小人攀诬在内，到第二年得逢大赦获释。
灵帝建宁元年（168），太傅陈蕃及大将军窦武谋诛宦竖官，事机不密，反被宦竖击败，于是大捕“钩党”，范滂也在党人名单里面。汝南督邮吴导奉旨缉捕，但他不忍去抓这样一位正人君子，在传舍里抱着诏书痛哭，范滂听说此事，便亲往县府投案，县令郭揖大惊，有意弃官与他一同亡命，而范滂不从。
他的母亲赶来与滂诀别，滂道：“仲博（滂弟）孝敬，足以供养母亲。我跟从父亲于泉下，存亡各得其所，望母亲割不可忍之恩，不要悲伤。”
范母说：“儿今日能与李膺、杜密齐名，死亦何恨。儿既得令名，复求寿考，何可得兼！”
范滂再拜受教。回头对他的儿子，说了一句流传千古的话：“吾欲使汝为恶，则恶不可为；使汝为善，则我不为恶，而下场如此。”
听到这话的邻里和路人，莫不为之同声哭泣。范滂死，年才三十三岁。
苏轼读完这篇甚长的《范滂传》，十分感动，陡然问母亲道：“儿若要做范滂，你许我吗？”
“你能做范滂，难道我就不能做范母吗！”程夫人凛然答他。
令人慨叹不尽的，是苏轼少年读《范滂传》时，认为这个世界需要正直而勇敢的天才，立志要做一个为真理而不惜以死相争的巨人；到了历尽坎坷，才发现生命里仍是空无一物。当初，他用一片如火的热情来拥抱人生，不料四十年漫长的历程，却尽是错落的噩梦。
苏轼是个悟性很强的孩子，读书不错，生性好动，所以非常贪玩，和七八岁大的弟弟苏辙，二人课余不免做些抟泥弄沙、掏挖鸟窝之类的游戏，如《天石砚铭》说：“某年十二岁，于所居纱縠行宅隙地中，与群儿凿地为戏，得异石，扣之铿然有声……”高兴得如获异宝。
所居书堂前，有竹柏杂花，丛生满庭，好多鸟雀在这些树上筑巢。程夫人最恶虐杀生物，严禁儿童婢仆捕鸟取卵。春天，雏鸟新生时，母鸟最怕的是天上飞的鹰鸢和地上爬的蛇鼠，这些东西惯于攫取巢中的卵和幼鸟。母鸟在这里巢居过几年后，相信人们不会加害于它时，便渐渐把巢筑到低枝上来，因为低枝近人，可以受到人类的庇护，吓退鹰蛇的入侵。苏家园子里，鸟巢低得小孩都可俯身而视，苏轼他们就常去观察幼鸟的动态，找些食物来喂它们，看到它们张嘴接食，呀呀乱叫，快乐得拍手大笑。
儒家教人要“推己及人”，再进一步就是要爱及同为有生之伦的大地上其他的生物，这种人道主义的精神教养，苏轼得之于母亲程夫人者为多。
他们园子里又常有一种羽毛非常美丽的桐花凤飞来，这种珍禽，难得一见，邻里认为这是苏家祥瑞的征兆。
儿童都喜欢过年，而蜀中风俗也很重视度岁的年事。腊月中旬，亲戚朋友们就互送年礼，不论山珍海味、活兔子、大鲤鱼，都可以当礼品，也无所谓贵贱厚薄，量力而行。富人送出来的礼物固然光显；穷人舂米作糕，也一样是份年礼。将近除夕数日间，家家杀猪漉酒，彼此相邀到家里来吃顿年夜饭，苏轼诗所谓“且为一日欢，慰此穷年悲”，是为“别岁”。
除夕那一天，合家彻夜不睡，名之为“守岁”，孩子们都勉强撑起精神来不肯睡觉，因为这个热闹欢笑的夜晚，在他们是非常难得的有吃有玩的好机会，虽然“岁”是守不住的。苏轼有个比喻，垂尽之岁恰如赴壑之蛇，蛇已进入洞里，即使你能抓住它的尾巴，终究是徒费力气。
新年里，眉山城里的男女老幼，万人空巷，都到东门外十数里的蟆颐山去踏青，山上有亭榭松竹，下临大江，士女杂沓，歌吹嬉饮于山野间，热闹非凡。苏轼、苏辙兄弟上山去，看到有一道士，拦路兜售神符，说谁买了他的符挂在家里，养蚕蚕会结茧如瓮，养羊羊会肥至数百斤。路人并不一定信他，然而还是买了。下山再见这道士时，他已得钱沽酒，喝得醉倒路边了，嘴里还一直喃喃自语：“我的符灵验啊，我的符灵验啊！”苏轼觉得这骗人的醉道士，连自己也骗，非常好笑。
二月中旬，趁着农家春闲的时候，城中举行“蚕市”，卖养蚕缫丝用的器具，同时有各种玩乐的饮食的摊子，供四乡进城来的乡下人吃喝游乐。两兄弟便常溜出去看热闹，苏轼注意到那些做生意的城里人，在那里用花言巧语来骗乡下人的钱。
庆历七年（1047）五月，祖父苏序逝世，至八月，在虔州的苏洵才奔丧回到眉县。从此，轼、辙两兄弟才正式就学于父亲。苏洵为这两个儿子取了学名。兄名轼，字子瞻，一字和仲，时年十三；弟名辙，字子由，一字同叔，时年九岁。洵复作《名二子说》勉之：
轮辐盖轸，皆有职乎车，而轼独若无所为者。虽然，去轼，则吾未见其为完车也。轼乎，吾惧汝之不外饰也。
天下之车，莫不由辙，而言车之功者，辙不与焉。虽然，车仆马毙而患亦不及辙。是辙者，善处乎祸福之间也。辙乎，吾知免矣。
从这命名的意思里，看得出这位精明的父亲，很担心这十三岁的次子，才华外露，容易吃亏，希望他能学习蕴藏，“若无所为”。他也欣赏幼子的敦厚和朴实，期望他有用于世而不必居其名。
苏洵改后园书斋名南轩者为“来风轩”，他就于此课子读书。苏轼四十余年后在海南回忆当时读书的辛苦，作《夜梦诗》曰：
夜梦嬉游童子如，父师检责惊走书。
计功当毕《春秋》余，今乃粗及桓庄初。
怛然悸悟心不舒，起坐有如挂钩鱼。
…………
可见当时父教子读，非常严厉，课业以日程功，一点不能马虎，而儿子贪玩，到了限定读毕《春秋》的日子，他还只读了一半，心里惶急得像吞了钩子的鱼一样。
苏轼自言当时用功的情形，曾言：“我昔家居断还往，著书不暇窥园葵。”海南初度清明节，苏轼卧听少子苏过朗朗读书之声，音节闲美，感念四十年前，自己少年时，他的父母也很喜欢听他诵读的书声，作《和陶郭主簿诗》曰：
孺子卷书坐，诵诗如鼓琴。
却去四十年，玉颜如汝今。
闭户未尝出，出为邻里钦。
家世事酌古，百史手自斟。
当年二老人，喜我作此音。
…………
苏轼读书，渐有进境，父亲出了一个题目——《夏侯太初论》，命他作文。老苏见文中有“人能碎千金之璧，不能无失声于破釜；能搏猛虎，不能无变色于蜂虿”这两联句子，知道这孩子已能运用他的想象力，入于文章了，对此非常称赏。苏轼后来做《黠鼠赋》，把这得意的句子也用进去了。
稍后，父子三人同读富弼的《使北语录》，记“说大辽国主”一节，有云：“用兵则士马物故，国家受其害，爵赏日加，人臣享其利，故凡北朝之臣劝用兵者，乃自为计，非为北朝计。”这在当时情势中，确是第一等的外交辞令，两个人都叹赏其言明白而切中事机。老苏故意要考考他的儿子，问道：“古人亦有此意否？”
苏轼对曰：“记得严安上书说：‘今徇南夷，朝夜郎，降羌僰，略秽州，建城邑，深入匈奴，燔其龙城，议者美之。此人臣之利，非天下之长策也。’正是此意，但不如此明白。”
老苏笑以为然，心里当更欢喜这孩子书读得熟，记忆力亦强。
他们的伯父苏涣同时守制在家，两个侄子常往请教，他很恳切地告诉他们道，我少年时读书，不让老师烦恼，年稍长，学作文，每日有一定的课程，做不完，决不停止。到街上去，规规矩矩走路，在屋子里，不懒散。非独我如此，凡是我的朋友也都如此，不这样，就要被乡里看不起。所以当时读书的人虽然不多，但从不听说有读书人犯重大过错的。你们，才不如人，不妨学我的但求寡过就好。
中国人向来视人格教育重于知能训练，苏涣这番诚恳的话，在两个侄子的印象中非常深刻。苏辙后来回忆，将它详记在《伯父墓表》中。
眉山学者刘巨，字微之，在城西寿昌院设馆授课，从学的儿童几达百人，父亲便命轼辙兄弟前往就读。同学中，他们和家氏三兄弟——勤国（汉公）、定国（退翁）、安国（复礼）最为交好，而这近百名的学生中，日后出仕者亦仅二苏与家退翁、家复礼四人而已。
二苏在刘微之门下受学者亦三四年。有一次，刘巨做了一首咏鹭鸶的诗出示他的得意门生，末两句是“渔人忽惊起，雪片逐风斜”。苏轼读后说：“先生的诗是很好，不过我怀疑最后两句断章没有归宿，不如改作‘雪片落蒹葭’，好不好？”微之慨然对别人道：“我没有资格做他的老师了。”
苏轼读书，除了必须诵习的经典之作外，最喜欢贾谊、陆贽的文章，都是不尚空言，侧重实用的。后来偶得《庄子》，看得废寝忘食，喟然叹曰：“吾昔有见于中，口未能言。今见《庄子》，得吾心矣！”
苏轼开始学做诗时，他和同学们便有了一种新的游戏。几个小朋友坐在一起，出个题目，各人轮流做一句或两句，串联起来，使成为一首完整的诗，是为“联句”，这是读书人流行不衰的一种文字游戏。有一次，二苏与居住在同条巷子里的邻友程建用、同学杨尧咨相会于学舍中，天下大雨，枯坐无聊，他们就发起四人联句来作六言诗。
程建用先吟：“庭松偃仰如醉。”杨续道：“夏雨凄凉似秋。”苏轼联第三句曰：“有客高吟拥鼻。”轮到苏辙结句，他还不到十岁，做不出来，漫道：“无人共吃馒头。”大家都为他捧腹绝倒。