В 1827 году Елизавета Алексеевна привезла Михаила в Москву для подготовки к поступлению в Благородный пансион при Московском университете. Занятия с ним вели лучшие преподаватели. Лермонтов учился прилежно и через год поступил в пансион. Как свидетельствует его друг и родственник Аким Шан-Гирей, к 14 годам будущий поэт был знаком со стихами Ломоносова, Державина, Дмитриева, Озерова, Батюшкова, Жуковского, Козлова и Пушкина. Вместе с тем он глубоко интересовался и зарубежной литературой, под руководством гувернера Винсона настолько хорошо изучил английский язык, что мог в подлиннике читать Т. Мура, У. Шекспира, Дж. Г. Байрона, В. Скотта.
В пансионе, куда Михаил был зачислен в 1828 году, царила достаточно свободная атмосфера, преподавание имело, по словам современников, литературное направление – поддерживалось стремление юношей к сочинительству стихов. Лермонтова увлекает поэзия и судьба Байрона:
Под муками понимаются и муки творчества, и терзания, порожденные неудовлетворенным юношеским любовным чувством. «Когда я начал марать стихи в 1828 году, я как бы по инстинкту переписывал и прибирал их… Ныне я прочел в жизни Байрона, что он делал то же – это сходство меня поразило!» Позже будет написано стихотворение «Нет, я не Байрон, я другой…» (1832).
Вольная жизнь университетского Благородного пансиона закончилась после неожиданного визита 11 марта 1830 года императора, которого возмутила свобода поведения учеников, отсутствие должного, по его мнению, порядка.
16 апреля Лермонтову выдали свидетельство в том, что «он в 1828 году был принят в пансион, обучался в старшем отделении высшего класса разным языкам, искусствам и преподаваемым в оном нравственным, математическим и словесным наукам… с весьма хорошими успехами; ныне же по прошению его от Пансиона с сим уволен». А 1 сентября 1830 года, успешно пройдя необходимые испытания, он был зачислен на нравственно-политическое отделение Московского университета.
В московский период сердце юного поэта подвергалось драматическим испытаниям любовью, что отразилось в его творчестве и во многом обогатило характер лирики. Несколько лет подряд он проводил каникулы в подмосковном Середникове, великолепном имении двоюродной бабушки Столыпиной. Там собиралась молодежь, устраивались шумные игры. Среди очаровательных барышень была Екатерина Сушкова, в которую и был влюблен шестнадцатилетний Мишель. Но двадцатилетняя девушка, признавая в нем ум и способности, смотрела на него как на ребенка и отвечала на признания насмешками.
Однажды молодежная компания из Середникова отправилась в Троице-Сергиеву лавру и один из нищих, которому они подали милостыню, рассказал им о других молодых господах, которые ради развлечения набросали в его чашечку камешков. Лермонтова взволновала эта история и в тот же день он написал стихотворение «Нищий» (1830), посвященное Сушковой. К ней же обращены были и другие произведения: «К Су…», «Черноокой», «Благодарю!», «Стансы», «Ночь» и т. д. Но даже в этих ранних, еще недостаточно зрелых стихотворениях переживания лирического героя, как правило, душевные терзания, жалобы на невозможность взаимной и счастливой любви соединяются с философскими раздумьями о небесном и земном, о недостижимости гармонии.
В период учебы в Москве глубокий след в душе Лермонтова оставили два сильных, страстных, но не принесших взаимного счастья увлечения Н. Ф. Ивановой и В. А. Лопухиной.
Одной из самых глубоких сердечных привязанностей поэта стала Варвара Лопухина, младшая сестра его близкого друга. «Чувство к ней Лермонтова было безотчетно, но истинно и сильно, и едва ли не сохранил он его до самой смерти своей…» (А. Шан-Гирей).
Множество стихотворений посвящено Лопухиной: «Расстались мы, но твой портрет…», «Нет, не тебя так пылко я люблю…», «Оставь напрасные заботы…», «Она не гордой красотою…» и др. Ее облик отражен в характерах Мери и Веры в романе «Герой нашего времени».
Оставив Московский университет, Лермонтов решил продолжить образование в Петербурге. Но поступление в Петербургский университет не состоялось, потому что по принятым в нем правилам учеба в других учебных заведениях не засчитывалась и нужно было вновь поступать на первый курс. Кроме того, срок обучения здесь составлял не три, как в Москве, а четыре года. И Лермонтов решил круто поменять жизнь: он поступил в Школу гвардейских подпрапорщиков и кавалерийских юнкеров. К этому шагу его побудило желание получить бо́льшую самостоятельность; привлекал также героизм военной службы.