В семинарии Сперанский учился отлично, был замечен местным архиереем, зачислен им в архиерейский хор, что считалось отличием, а ректор семинарии сделал его своим келейником (тоже отличие). В 1790 году, как лучший ученик, он восемнадцатилетним юношей был отправлен для продолжения образования в Петербург, в главную Александро-Невскую семинарию, как тогда называлась Духовная академия. Здесь тоже Сперанский был из первых учеников, особенно отличаясь в науках математических. Преподавание в этом высшем духовном училище было тогда далеко не на высоте высшего учебного заведения. Тем не менее, именно здесь окончательно дисциплинировался ум Сперанского, здесь же он овладел французским языком, открывшим ему доступ к всемирной литературе, и здесь же ему была указана эта литература одним из профессоров, большим поклонником Вольтера и Дидро. С этого времени он уже начинает изучать богатую философскую литературу XVIII века, читает Декарта, Локка, Лейбница, энциклопедистов и французских мыслителей XVIII века, до Кондильяка включительно. Ему в это время начинают поручать говорить проповеди, которые имеют большой успех, в списках хранятся слушателями и переписываются любителями.
В 1792 году Сперанский двадцати лет окончил курс и, замеченный митрополитом Гавриилом, оставлен в Петербурге профессором математики, физики и красноречия в той же главной семинарии, в которой только что окончил учение. Через три года его переводят на кафедру философии и назначают префектом семинарии. Это было знаком большого отличия со стороны митрополита, потому что до него префектами главной семинарии назначались духовные лица. К этому времени его профессорской деятельности относится завершение его философского образования и его первые литературные опыты. Это были большею