On sam nie był zainteresowany karierą wojskową, a z pomocą swojego kuzyna Martína de Azpilcuety postanowił poświęcić się nauce i w 1525 roku wyjechał do Paryża.
Studiując mieszkał w Collège Sainte-Barbe. Przez pierwszy rok studiował łacinę, a przez kolejne trzy – filozofię i nauki Arystotelesa. Zawarł tam serdeczną przyjaźń z Piotrem Faberem. Po uzyskaniu tytułu magistra filozofii, zaczął wykładać ją w Kolegium Dormans-Beauvais. W 1529 roku poznał Ignacego Loyolę, jednak z początku odnosił się do niego z silną niechęcią. Starał się wówczas o funkcję kanonika kapituły w Pampelunie i inne dobra. Ignacy starał się przekonać go do porzucenia starań o dobra doczesne i osiągnął swój cel w 1533 roku. 15 sierpnia 1534 roku Loyola, Faber i Ksawery założyli Towarzystwo Jezusowe i złożyli śluby czystości i ubóstwa. Rok później Franciszek wrócił w rodzinne strony, aby poprawić swój stan zdrowia, a następnie udał się do Wenecji, gdzie miał ponownie spotkać się z dwoma towarzyszami.