We troje dołożyli starań, by trudna sytuacja rodzinna nie zaciążyła na wychowaniu i edukacji chłopca.
Prudhomme zaczął naukę w prestiżowym liceum Bonapartego. W tamtym okresie interesował się głównie matematyką oraz filologią klasyczną. Po podwójnym egzaminie maturalnym, z nauk przyrodniczych i z literatury, podjął pracę biuralisty w burgundzkim Le Creusot, w zakładach metalurgicznych braci Schneiderów. Zamierzał zostać inżynierem, ale ze studiów na politechnice musiał zrezygnować, ponieważ cierpiał na przewlekłą chorobę oczu. W tym czasie przeżył olśnienie obrzędowością katolicyzmu i chciał nawet wstąpić do zakonu dominikanówPierre Flottes, Sully-Prudhomme et sa pensée, Librairie Académique, Paris 1930, s. 11.. Wkrótce jednak zafascynował się filozofią, a zwłaszcza koncepcjami Immanuela Kanta. Nowej pasji pozostał wierny przez całe życie.
Żeby zarobić na utrzymanie, zatrudnił się w kancelarii notarialnej, a następnie rozpoczął studia na paryskim wydziale prawa, gdzie nawiązał kontakt z grupą młodych humanistów zrzeszonych w Klubie Dyskusyjnym La Bruyère’a (Conférence La Bruyère).