嘉永四年（1851），吉田松阴长途跋涉前往江户，向山鹿流兵法嫡系传人山鹿素水学习。后来经人介绍，结识了兵学家、阳明学者佐久间象山，并成为他门下弟子。师事佐久间，在吉田松阴个人思想成长史上是一件意义不同寻常之事。

佐久间象山（1811—1864）是日本幕末时期走在时代最前沿的杰出启蒙思想家，出身松代藩（今长野县）藩士，自幼受过正统的武士教养，幼名启之助，因崇拜宋代硕学陆象山（九渊），自号“象山”。早年游学江户，师从幕府官学“昌平黉”大学头佐藤一斋，受其影响接触了阳明学。佐久间思想开放，热心兰学，对西方学术文化科技大感兴趣，是幕府时代最早倡导“和魂洋才”的思想家、教育家。在佐久间象山门下学习的日子里，吉田松阴深深被导师超越时代的思想所吸引。阳明学中知行合一的学风及“和魂洋才”的教育理念在他的思想深处扎根。

在其后求学过程中，还有一个很重要的收获。嘉永五年（1852），松阴与同窗宫部鼎蔵计划北上东北地区游学，并向藩主递交申请。出发日期到了，但批准书迟迟不来，两人一不做二不休按原计划脱藩北上考察。在常陆国水户藩（今茨城县中、北部一带）滞留一个多月，与大学者会泽正志斋、丰田天功等交流切磋。水户藩是幕府时代的学术重镇，尤其是史学非常发达。17世纪初期，第三代藩主德川光圀在流亡日本的晚明学者朱舜水的协助下，编修《大日本史》，倡导大义名分的尊皇史观。幕末时期水户藩更成了“尊王攘夷”思想的渊薮。这次交流访问，对吉田松阴而言是脑洞大开的学问激荡。他开始对日本作为一个国家的历史有所了解；受到水户学确立的史学思想的影响，接受了其“大义名分”和“尊王攘夷”的史观；在治学方法上养成理论联系实际、经世致用的学风。这对他后来从事精英人才培养的教育理念的形成，产生直接影响。为了进一步研究国情，在离开水户藩之后，两人接着北上考察，深入了解东北部矿山资源和海防。在青森的海岸上，他看到在轻津海峡横行穿越的外国船只，不禁忧从中来。(www.daowen.com)

因为私自脱藩，违反幕府禁律，回到江户吉田松阴就遭逮捕，士籍和俸禄都被剥夺，还要遣送回原籍长州藩接受禁闭处分。半年后处分解除，重获自由的松阴按捺不住对佐久间的思念，再度奔赴江户。这一年是嘉永六年，以西历而言是1853年，吉田松阴目睹一场将日本卷入惊涛骇浪中心的大事件。