Phillis begynte sin utdannelse ved å bli undervist av Wheatleys atten år gamle datter Mary. John Wheatley, som var kjent som framskrittsvennlig over hele New England, og resten av Wheatley-familiens åpne sinn tillot Phillis å få en hittil enestående utdannelse, ikke bare for en slave, men for en kvinne uansett etnisitet og sosial klasse. Da hun var tolv var Phillis allerede i stand til å lese klassikerne på gresk og latin, og vanskelige avsnitt fra . Forbauset over hennes litterære dyktighet gjorde familien Wheatley hennes utdannelse til en viktig interesse, og overlot husholdningsarbeidet til andre slaver hos familien. Påvirket av verkene til Alexander Pope, John Milton, Homer, Horatius og Vergil, begynte hennes studier å gravitere mot egen diktning.