Василий к тому времени уже окончил школу и следующие два года неотлучно провел в Неокесарии, утешая скорбящую мать. Однако юноше необходимо было продолжать свое образование – этого всегда хотел и его покойный отец. Поэтому в возрасте шестнадцати лет, с благословения матери, Василий покинул Понт и отправился в Кесарию Каппадокийскую. В знаменитом училище этого города Василий познакомился с одним из своих соучеников, таким же, как он сам, юношей из христианской семьи, по имени Григорий (впоследствии названный Богословом). Вот что вспоминал святитель Григорий об этих первых годах соученичества с Василием в Кесарии: «Василий в короткое время приобрел славу и у простолюдинов, и у первостепенных граждан, обнаруживая в себе ученость выше возраста и твердость нрава выше учености. Он был ритором между риторами еще до кафедры софиста, философом между философами еще до слушания философских положений, а что всего важнее, иереем для христиан еще до священства. Столько все и во всем ему уступали!… А главным его занятием было любомудрие, то есть отрешение от мира, пребывание с Богом, по мере того как через дольнее восходил он к горнему и посредством непостоянного и скоропреходящего приобретал постоянное и вечно пребывающее».
Из Кесарии Каппадокийской Василий отправился в столицу империи – Константинополь, где либо там, либо проездом в Антиохии обучался у прославленного ритора Ливания. Ливаний был язычником, однако благочестивый Василий, в отличие от некоторых «чрезмерно православных» (по выражению святителя Григория Богослова) христиан, не считал зазорным учиться у него светским наукам, видя в учителе не духовного наставника, а лишь замечательного знатока своего дела. Христианское же благочестие и проницательный ум Василия, ничего не принимавшего слепо и без рассуждения, помогали ему отделить то полезное, что было в светских науках, от языческих заблуждений самих преподавателей. Впоследствии светские знания и навыки очень пригодились Василию в деле проповеди веры Христовой и в полемике с язычниками и еретиками. О пользе же светских наук и о том, как извлекать из них пользу без вреда для души, Василий, уже будучи епископом, написал известное «Слово к юношам о том, как пользоваться языческими сочинениями». Вот из него замечательный отрывок: