Mustafa Kemal, daha sonra babasının kendisine miras olarak bıraktığı şeyleri ne kadar iyi öğrendiğini gösterecekti. Babasının ölümünden sonra annesinin arzusu doğrultusunda kendisini bürokraside kariyer edinmesi için hazırlayacak olan bir okula kaydoldu. Fakat Selanik caddelerinde gördüğü askeri üniformalarıyla dolaşan gençleri kıskanan Mustafa Kemal’in kafasında eğitimiyle ilgili başka fikirler bulunmaktaydı.
O, zaten her şeye gücü yeten düş gücüyle desteklenen, erken gelişmiş ve etkiye açık bir özerklik hissi ortaya koymaya başlamıştı. Annesine haber vermeksizin özerklik ve muktedirlik hissinin geliştiğini ortaya koyan bir adım attı; askerî okula giriş sınavına girdi ve bu sınavda başarılı oldu. Sınavda başarılı olması, hem onun vefat etmiş olan babasıyla kendisini özdeşleştirmesini güçlendirdi, hem de annesinin kendisini özel biri olarak görmesi hususunu da kendisinin de bilinç altında verdiği destekle daha da kuvvetlendirdi.
Zübeyde Hanım, Mustafa Kemal’in özel olduğu duygusunu daha da geliştirirken, bu durum, kendi kendini gerçek haline dönüştüren bir kehanet haline dönüşecekti. İleride Mustafa Kemal Atatürk olmak üzere büyüyüp olgunlaşacak olan küçük Mustafa gerçekten özel biriydi.
Başka belirleyici nitelikte olan, bir olay onun askeri okuldaki eğitimi sırasında ortaya çıktı. Mustafa Kemal, yine Mustafa adını taşıyan öğretmeninin rehberliğinde matematik dersinden çok hoşlanmaktaydı. Anlaşıldığı kadarıyla kendisiyle öğrencisi arasında bir ayırım yapmak amacıyla öğretmeni ona Kemal, yani mükemmel biri lakabını verdi. Bu isim Mustafa Kemal’in kendisinin özel biri olduğunun farkında olmasına da uygun düşmekteydi ve bundan sonra hep onunla birlikte anılacaktı. Bundan sonra o artık Mustafa Kemal olarak bilinecekti.
Mustafa Kemal askerî okul sisteminde ilerlemesini sürdürdü ve 1899 yılında Manastır’da (şu anda Bitola) askeri okulun orta kısmını bitirdi. Manastır, o zamanlar hâlâ Osmanlı’nın Balkanlar’daki önemli eyalet merkezlerinden biriydi, Yunanistan ve Arnavutluk’la mevcut sınırları koruyucu bir konumda bir bulunmaktaydı ve Sırbistan ya da Bulgaristan’da bir karışıklık olması durumunda karışıklığı bastırmak için kullanılacak önemli bir merkez görevi görmekteydi. Manastır Askeri İdadisini başarı ile bitiren Atatürk, o zaman henüz yirmi yaşına girmemiş olan, çevredeki eyaletlerden gelen bu genç adam, doğu Avrupa’nın tümünde olmasa bile Osmanlı İmparatorluğu içinde en gelişmiş şehir olan İstanbul’da bulunan Harp Okulu’nun piyade bölümüne girmeyi başardı. Böylece ilk kez Makedonya’dan ayrılmış, İmparatorluğun hareketli başkenti İstanbul’u tanımıştır. Atatürk Harbiye’nin birinci sınıfındaki hayatını şöyle anlatır:
“Birinci sınıfta saf gençlik hayallerine tutuldum. Dersleri ihmal ettim, yılın nasıl geçtiğinin farkında olmadım. Ancak dersler kesilince kitaplara sarıldım. Bundan sonra Atatürk’ün zihninde yavaş yavaş siyasal düşünceler yer almaya başlamıştır. Harp Okulu öğrencileri Namık Kemal’in yurt sevgisini aşılayan eserlerini gizli gizli okuyorlardı. Okulda, İmparatorluğun çöküşe gidişi ve yaşanan düzensizlikler, II. Abdülhamit yönetimine karşı tepki uyandırıyordu. Mustafa Kemal’de tepki duyanlar arasındaydı.”
Harp Okulu’nu bitiren Atatürk, 1902’de Erkân-ı Harbiye’ye (Harp Akademisi) ayrılmıştır. Atatürk, bu yılları şöyle anlatır:
“Mûtat olan derslere iyi çalışıyordum. Bunların fevkinde olarak bende ve bazı arkadaşlarda yeni fikirler oluşmuştu. Devletin idaresinde ve siyasetinde fenalıklar olduğunu farketmeye başladık. Binlerce kişiden ibaret olan Harb Okulu talebesine bu görüşlerimizi anlatmak hevesine düştük. Öğrenciler arasında okunmak üzere el yazısı ile bir gazete çıkardık. Sınıf dahilinde ufak bir teşkilatımız vardı. Ben idare heyetine dahildim. Gazetenin yazılarını çoğunlukla ben yazıyordum.”
Harp Akademisi yıllarında bir yandan siyasetle uğraşan Atatürk diğer yandan türlü askeri sorunların çözümü için, klasik ders konularının dışında kalan, fakat bir askerin bilmesi gereken işler üzerinde düşünüyordu. Atatürk, siyasete karşı olan ilgisinin eğitimine zarar vermesini istemiyordu. Bir kurmay subay adayının bilmesi gereken daha büyük strateji ve taktik problemlerin çözümünü düşünmek zorundaydı. Gece yatakhanede, arkadaşları uyurken O, gözlerini kapamaz geç saatlere kadar düşünürdü.
Atatürk’ün aldığı askeri eğitimin, erken yaşlarda başarılı sonuçlar almasında, olgunlaşmasında, yeni bir dünya görüşü ile idealist karakter ve düşünce yapısına ulaşmasında, büyük etkisi olmuştur. İyi bir eğitim gören Atatürk, üstün zekâsı ve kabiliyeti ile Türk tarihinden çıkardığı sonuçlarla Türk milletini ileri hedeflere ulaştıracak bilgi donanımına sahipti. 11 Ocak 1905 tarihinde Harp Akademisi’nden, sadece iyi bir asker değil, devlet hayatında görev alacak bilgi hazinesiyle donatılmış, geleceğin büyük devlet adamı olma vasıflarını, kazanmış olarak beşinci sırada kurmay yüzbaşı rütbesi ile mezun olmuştu.
Atatürk, Harp Okulu’nda ve Harp Akademisi’nde zekâsı, yetenekleri ve üstün kişiliği ile kendisini arkadaşlarına ve hocalarına tanıtmış, onların içten sevgi ve saygısını kazanmıştı. Ülke meseleleri ile ilgilenmesi, düşüncelerini cesaretle ifadeden çekinmemesi sebebiyle aydın ve inkılapçı bir subay olarak tanınmıştı. Atatürk’ün, Harp Akademisi’nden mezuniyetini izleyen günlerde, II. Abdülhamid’in baskıcı yönetimine karşı olan düşünceleri dikkat çektiğinden kısa bir süre İstanbul’da tutuklu kalmıştır.