Un gran deseo de consagrarse a Dios consumía al joven, que había cifrado en ello la realización de su ideal; pero su padre (que al casarse había tomado el nombre de Boisy) tenía destinado a su primogénito a una carrera secular, sin preocuparse de sus inclinaciones. A los 14 años, Francisco fue a estudiar a la Universidad de París que, con sus 54 colegios, era uno de los más grandes centros de enseñanza de la época.
Su padre le había enviado al colegio de Navarra, a donde iban los hijos de las familias de Saboya; pero Francisco, que temía por su vocación, consiguió que consintiera en dejarle ir al Colegio de Clermont, dirigido por los jesuitas y conocido por la piedad y el amor a la ciencia que reinaban en él.
Desde el principio, guiado, por su director, el Padre Déage, se trazó un programa de acción: Cada semana confesarse y comulgar. Cada día atender muy bien a las clases y preparar las tareas y lecciones para el día siguiente. Dos horas diarias de ejercicios de equitación, de esgrima, de baile.
Pronto se distinguió en retórica y en filosofía; después se entregó apasionadamente al estudio de la teología. Cada día estaba más decidido a consagrarse a Dios y acabó por hacer voto de castidad perpetua, poniéndose bajo la protección de la Santísima Virgen. Pero no por ello faltaron las pruebas.
Vivir en gracia de Dios en aquellos ambientes no era nada fácil. Sin embargo, Francisco supo alejarse de toda ocasión peligrosa y de toda amistad que pudiera llevarle a ofender a Dios y logró conservar así el alma incontaminada y admirablemente pura. Francisco tenía 18 años.
Su carácter era muy inclinado a la ira, y muchas veces la sangre se le subía a la cara ante ciertas burlas y humillaciones, pero lograba contenerse de tal manera que muchos llegaban hasta imaginarse que a Francisco nunca le daba mal genio por nada. Pero entonces el enemigo del alma, al ver que con las pasiones más comunes no lograba derrotarlo, dispuso atacarlo por un nuevo medio más peligroso y desconocido.
Empezó a sentir en su cerebro el pensamiento constante y fastidioso de que se iba a condenar, que se tenía que ir al infierno para siempre. La herejía de la Predestinación, que predicaba Calvino y que él había leído, se le clavaba cada vez más en su mente y no lograba apartarla de allí. Perdió el apetito y ya no dormía. Estaba tan impresionantemente flaco y temía hasta enloquecer. Lo que más le atemorizaba no eran los demás sufrimientos del infierno, sino que allá no podría amar a Dios.
Pero el remedio definitivo, que le consiguió que esta tentación jamás volviese a molestarle fue al entrar a la Iglesia de San Esteban en París, y arrodillarse ante una imagen de la Santísima Virgen y rezarle la famosa oración de San Bernardo:
"Acuérdate Oh piadosísima Virgen María, que jamás oyó decir que hayas abandonado a ninguno de cuantos han acudido a tu amparo, implorando tu protección y reclamando tu auxilio. Animado con esta confianza, también yo acudo a ti, Virgen de las vírgenes, y gimiendo bajo el peso de mis pecados, me atrevo a comparecer ante tu soberana presencia. No desprecies mis súplicas, Madre del Verbo Divino, antes bien, óyelas y acógelas benignamente. Amén".
En el 1588, partió para la ciudad italiana de Padua; su padre le había dado la orden de estudiar abogacía, doctorarse en derecho. Estudiaba derecho durante cuatro horas diarias para poder llegar a ser abogado. Otras cuatro horas estudiaba Teología, la ciencia de Dios, porque tenía un gran deseo: llegar a ser sacerdote.
Durante su estadía en Padua, dice el mismo Francisco, que lo que más le ayudó fue la amistad y dirección espiritual de ciertos sacerdotes jesuitas muy sabios y muy santos.
A los 24 años obtuvo el doctorado en leyes, y fue a reunirse con su familia en el castillo de Thuille, a orillas del lago de Annecy. Ahí llevó durante 18 meses, por lo menos en apariencia, la vida ordinaria de un joven de la nobleza. El padre de Francisco tenía gran deseo de que su hijo se casara cuanto antes y había escogido para él a una encantadora muchacha, heredera de una de las familias del lugar. Sin embargo, el trato cortés, pero distante, de Francisco hicieron pronto comprender a la joven que este no estaba dispuesto a secundar los deseos de su padre.
El santo declinó, por la misma razón, la dignidad de miembro del senado que le había sido propuesta, a pesar de su juventud.
Hasta entonces Francisco sólo había confiado a su madre y a su primo Luis de Sales y a algunos amigos íntimos, su deseo de consagrarse al servicio de Dios. Pero había llegado el momento de hablar de ello con su padre. El Señor de Boisy lamentaba que su hijo se negara a aceptar el puesto en el senado y que no hubiese querido casarse, pero ello no le había hecho sospechar, ni por un momento, que Francisco pensara en hacerse sacerdote.
Después de mucha lucha pero con el consentimiento de su padre Francisco se ordenó sacerdote el 18 de diciembre de 1593. A partir de ese momento, se entregó al cumplimiento de sus nuevos deberes con un celo que nunca decayó. Ejercitaba los ministerios sacerdotales entre los pobres, con especial cariño; sus penitentes predilectos eran los de cuna humilde.