В семье традиционно для того времени справлялась Пасха с куличами и крашеными яйцами, на Рождество в доме устраивалась ёлка, в Троицын день квартира украшалась зеленью. Но никто не молился, кроме няни. Детей к молитве не приучали.
Николай Пестов очень рано научился читать. Многие книги Л. Толстого, Жуковского, Тургенева, Загоскина, Гончарова сильно на него повлияли.
С семи лет сестры стали заниматься с ним русским языком, литературой, арифметикой. Раз в неделю приходил диакон из Ильинской церкви и проводил урок Закона Божия. В 1903 г. Николай Пестов поступил в реальное училище, где закончил не только семь классов (с 1903 по 1909 гг.), но и дополнительный, окончание которого давало право на поступление в высшее учебное заведение. С юношеской горячностью Николай Пестов всегда чем-либо увлекался: оформлял коллекцию бабочек, заполнял альбом с марками, проводил астрономические наблюдения на специальной вышке, вел переписку с заграничными эсперантистами, проводил опыты дома в химической лаборатории, участвовал в любительских спектаклях в старших классах училища. Он хорошо плавал, летом много купался, ловил раков.
В эти же годы Николая стали мучить разные «вечные вопросы», в том числе и религиозные. Но знакомство с марксистской литературой, а также с трудами Ренана (в особенности с «Жизнью Иисуса») сыграли роковую роль в становлении юношеского мировоззрения. Семена веры не достаточно укоренились, и юноша стал атеистом.
Полюбив химию, Николай Пестов поступил на химический факультет Императорского Московского Высшего Технического училища (в советское время МВТУ им. Н.Э. Баумана), где с большим успехом проучился до 1914 года, после чего из патриотических соображений добровольно поступил в армию. Началась первая мировая война. Решение было принято, но позднее Николай Пестов не раз говорил, что в этом решении виден «Промысл Божий, который на 8 лет вывел меня из стен училища, чтобы вернуть в него, но уже совершенно другим человеком. Вышел Савл, вернулся Павел…»
Поступив в Алексеевское военное училище на правах вольноопределяющегося 1-го разряда юнкером рядового звания, к августу 1917 года он был уже адъютантом полка в звании поручика. В феврале 1916 года во время кратковременного отпуска Николай Пестов женился на дочери присяжного поверенного Руфине Дьячковой.