长沙岳麓书院，开始了解中外时局后，决定放弃科举之途，弃文习武。二十一岁1903年以第一名成绩考入湖南武备学堂。1904年通过考核被保送留学日本，在日本结识黄兴、宋教仁、李烈钧等人，开始倾向革命，并组成革命同志会。1905年程潜加入刚成立的同盟会。与孙中山面谈即成为孙之追随者。程潜同时加入以军人学生为主的「铁血丈夫团」。1907年进入日本陆军士官学校炮科第六期，1908年底毕业。同年回国，到四川训练新军。1910年任新式陆军陆军第十七镇参谋官。1911年辛亥革命爆发后，程潜到武昌助黄兴指挥炮兵反攻汉口。失