Вже у цьому навчальному закладі він проявив непересічні здібності до навчання. В університеті Микола Костомаров вивчав стародавні й нові мови, цікавився античною історією, німецькою філософією і новою французькою літературою, учився грати на фортепіано, пробував писати вірші. Зближення з гуртком українських романтиків Харківського університету незабаром визначило його захоплення переважно фольклором і козацьким минулим України.