Добролюбов развивался очень быстро. Когда мальчику исполнилось восемь лет, отец начал поговаривать о том, что пора бы ему начать учиться как следует. Зинаида Васильевна уже выучила сына всему, чему могла. Разумеется, мысль о светском образовании даже и в голову не приходила Александру Ивановичу. Духовное училище, семинарий, а затем, в лучшем случае, духовная академия — вот путь, который намечал он для сына, обычный в те времена путь молодого человека, происходившего из духовного звания. Однако приближались новые времена, и многое должно было измениться в русской жизни; этого не мог учесть Александр Иванович. Планам его не суждено было сбыться.
На первых порах решили не отдавать Николая в училище, а готовить его дома. Сначала с ним около двух месяцев занимался бывший семинарист Садовский, затем Александр Иванович приглядел, в семинарии толкового и развитого юношу лет семнадцати, по имени Михаил Костров, очень нуждавшегося в средствах. Он считался одним из лучших учеников и вдобавок был знаком семье Добролюбовых, потому что жил на квартире у тетки Фавсты Васильевны Благообразовой (старшей сестры Зинаиды Васильевны).
С сентября 1844 года семинарист философского класса Костров начал регулярно бывать в доме Добролюбовых на Лыковой дамбе. С первых же дней молодой преподаватель был поражен дарованиями и любознательностью своего восьмилетнего ученика: с необычайной быстротой он усваивал все, что говорилось на уроках, делая большие успехи в латинском и греческом языках, в географии и священной истории, в (русской грамматике и в чистописании — словом, во всех предметах, которые предусматривались программой тогдашних духовно-учебных заведений.
Довольный прилежанием сына, Александр Иванович предоставил Кострову полную свободу в педагогическом отношении. По-прежнему отдавая все время служебным и хозяйственным занятиям, отец изредка заходил в классную комнату, осведомлялся об успехах сына и задавал ему несколько вопросов по тому или другому предмету. Ответы всегда были толковые, обстоятельные, свидетельствовавшие не только о знании предмета, но и о том, что мальчик учился охотно и добровольно, а не «из-под палки».
Общение с Костровым и его уроки, продолжавшиеся около трех лет, принесли несомненную пользу маленькому Добролюбову. Именно в эти годы начали складываться многие черты его натуры — трудолюбие, чувство, долга, любовь к науке, необычайная настойчивость в стремлении к знаниям. И если Костров не мог и даже не пытался поколебать патриархально-религиозные основы домашнего воспитания, полученного Добролюбовым, то, во всяком случае, он содействовал пробуждению его способностей, приучал его свободно и самостоятельно мыслить. По мнению Чернышевского, из всех учителей Добролюбова «ни один не приобрел таких прав на нашу признательность за содействие развитию гениальных способностей его», как Михаил Алексеевич Костров.
Хорошо подготовленный, развитой не по летам, Добролюбов в сентябре 1847 года поступил в уездное духовное училище, сразу в четвертый и последний класс.
Когда ректор училища привел скромного и застенчивого 11-летнего мальчика в класс, новые товарищи, в большинстве своем дети мелкого сельского духовенства, удивились и встретили его не слишком дружелюбно. Самые юные из них были старше его на два года, а многим уже стукнуло пятнадцать. Все они, уже четыре года просидевшие в стенах училища, с досадой и завистью смотрели на новичка, поступившего прямо в четвертый классу
— Да что ему! — говорили некоторые из них. — У него отец-то Никольский священник, богатый. Дом какой! Каменный! А наш-то ректор поросенка примет и сделает что угодно…
Прошло немного времени, и эти разговоры сменились совсем другими. Первые ученики класса явно встревожились:
— Говорят, братцы, он подготовлен хорошо. А латинский как знает! Книг много у отца… Он уж Карамзина прочитал…