Летом 1889 года, без гроша в кармане, проделав значительную часть пути пешком, Лосский возвращается на родину. Недолго проучившись на курсах бухгалтеров, оставляет их, так как влиятельные родственники через министра просвещения добились для него права обучения в петербургской гимназии.
Получив аттестат (1891), Николай поступил на естественнонаучное отделение физико-математического факультета Петербургского университета. Проявляя повышенный интерес к ботанике, химии и особенно к анатомии, которую преподавал П. Ф. Лесгафт, Лосский продолжал самостоятельно изучать философию: знакомился с трудами Декарта, Спинозы, Спенсера, читал «Историю философии» Куно Фишера, но его не удовлетворяли попытки объяснить мир, исходя из позиций механистического материализма. Большое влияние на Лосского оказало знакомство с С. Алексеевым (Аскольдовым), сыном известного русского философа-неолейбницианца А. Козлова.
В 1894 году он поступает на первый курс историко-филологического факультета, слушает лекции главы русского неокантианства А. И. Введенского, благодаря которому гносеология надолго оказалась в центре интересов молодого философа.
После окончания естественнонаучного отделения в 1896 году Лосский стал вольнослушателем историко-философского факультета. Все свои силы он отдает научной и педагогической деятельности. Козлов познакомил его с Вл. С. Соловьевым. В то время стесненность в средствах заставляла Лосского подрабатывать переводами, и Соловьев заказал ему переводы небольших трактатов Канта. Помимо них Лосский перевел книги Ф. Паульсена «Иммануил Кант, его жизнь и учение», И. Ремке «Очерк истории философии», 4, 7 и 8 тома «Истории новой философии» Куно Фишера, «Основы логики» Т. Липпса. Затем взялся за «Критику чистого разума» Канта. «Труд этот, — вспоминал Лосский, — я предпринял не ради уже заработка и не по заказу какого-либо издательства, а по собственной инициативе. Я считал, что существенным условием для преодоления критицизма должно быть знание и точное понимание «Критики чистого разума», книги, написанной тяжелым языком и потому малодоступной широким кругам общества». Этим переводом мы пользуемся и по сей день.
Путь Лосского в философию был непрост и долог, однако уже к окончанию университетского курса им были продуманы контуры будущей философской системы, разработка которой стала важнейшим делом всей его жизни. В 1898 году занятия философского кружка проходили в доме известного русского педагога В. Я. Стоюнина. Лосскому приглянулась его дочь, и вскоре они поженились. У Лосских было три сына