1905年，随着光緒的一紙谕令，在中國延續了1300年的科舉制度至此畫上了句号。
同一年，14歲的劉半農從翰墨林小學畢業。在入學考試中，他以江陰考生第一名的成績考取了由八縣聯辦的常州府中學堂——該學堂為1904年教育部新的“癸卯學制”頒行後新辦的中學堂。同期錄取的還有後來蜚聲海内外的“國學大師”錢穆。
開學不久，學校考慮到學生程度參差，決定舉行分班考試，成績優秀者可直接入讀二年級。在這次入學分班考中，劉半農再獲第一，直接被編入二年級一班。而年底期末考中，劉半農第三次得了第一。
如此一來，全校師生為之震驚。劉半農也因此被學校“列入最優等”，一時聲名大噪。他的中學同學錢穆晚年回憶：“不三月，壽彭連中三元，同學争以一識劉壽彭為榮。”
當時愛好舊文學的常州知府翰林禦史黃步瀛，常到學校為學生的考試出題。對于屢中第一的劉半農，他倍感欣慰，捐賞了他一年的學費。
當時的校長屠元博，也對他贊賞有加，常給予其免費的待遇。一次，劉半農到校長屠元博家拜訪，偶然結識其父屠敬山。
屠敬山為晚清有名的通儒，是遠近聞名的史學家，而且尤工詩詞，“詩詞蒼莽勁健，為世傳頌”。
交談之間，屠敬山發現這個少年學子才識雙全，可堪造就，于是破例将他收為入室弟子。此事在當地—時傳為佳話。劉半農的國學造詣深厚，想必也離不開屠敬山的傳授。
在學業出衆的同時，劉半農也充分施展了他博學多能的一面。他熱愛算術、愛好繪畫又迷戀攝影。
他用不到半個月時間便學完了《數學精詳》，還涉獵了晦澀的《河圖洛書》《周髀算經》等古代算術書。這為後來劉半農以算術入音韻，用科學眼光研究音律，制造聲調推斷尺等儀器打下了一定的基礎。
從常州中學成立中學堂遊藝部後，劉半農的一生便與照相機形影不離。他以螺絲釘的精神，将本屬個人愛好的攝影提升到了藝術研究的境界，最終在中國早期攝影藝術史上占據了重要一席。并于1927年出版了中國第一部攝影藝術專著——《半農談影》，其後又出版了中國最早的攝影年鑒——《北京光社年鑒》。
1910年夏，劉半農母親病危。為了沖喜，劉半農和朱惠倉促完婚。雖然是父母之命媒妁之言，但劉半農沒有表現出半點對這樁婚事的不滿。
在那樣一個年代，對于這樣一個身上有着革命色彩的年輕人來說似乎不太可能。
其實，劉半農不反對這場婚姻，不是對包辦婚姻的妥協，而是他早已反叛過一次。——他違逆了當時當地的婚俗，曾在婚前就偷偷地去看過他的未婚妻，并且對她膚白貌美相當滿意，這才不會反對這場婚姻。
劉半農入讀常州府中學堂期間，适逢辛亥革命前夕。受環境影響，劉半農心底的革命色彩愈加濃烈張揚，于是就有了那場“退學”風波。
出于對學校保守的教育體制、課程安排的不滿，全體學生推舉劉半農、錢穆等五人為代表，晉谒校領導，提出“減去修身課，增加希臘文”等一些要求。
該事件最後不了了之。但是，經此事件，劉半農做出了一個一意孤行的決定：毅然退學。
退學之後，相伴而來的便是鄉人議論紛紛的軒然大波，但是他充耳不聞，在母校翰墨林小學執起了教鞭；閑暇之時，與吳研因等編輯《江陰》雜志。
1911年，辛亥革命爆發。他決定投身革命，但“家人百般阻撓”。他“氣憤萬分，不吃飯，不說話，甚至晚上躺在院子裡曬醬的台子上”。
這種“頑強鬥争的精神”，終于使家人讓步了。劉半農得以“北走清江，以書牍翻譯之事佐戎幕”。
而就在他做文牍工作期間，袁世凱奪權稱帝，劉半農對此失望無比，同時他也意識到了軍隊的混亂不堪也絕非建功立業的所在。