丧后，杰佛逊在1758年至1760年间，受业于由博学的詹姆斯·毛瑞（James Maury）教士所开设的学堂。学堂位于弗雷德里克斯堡教区，距沙德维尔12英哩（19公里）。杰佛逊寄宿于毛瑞家中，接受古典教育，并研习历史与自然科学。16岁时，杰佛逊入读威廉斯堡的威廉与玛丽学院哲学系，自1760年起至1762年止，为时两年。杰佛逊追随威廉·史莫（William Small）教授，研究数学、形而上学、与哲学。史莫引导充满热情的杰佛逊接触不列颠实证主义者们的着作，包括约翰·洛克、弗兰西斯·培根、以及艾萨克·牛顿。