宋应星自幼聪明强记，“数岁能韵语”(作诗)，有过目不忘之才，很得老师及长辈喜爱。稍长，考入奉新县县学为庠生，熟读经史及诸子百家，他在程颐-程灏、周敦颐、朱熹及张载这宋代四大家中，独推张载的关学，从中接受了唯物主义自然观。他对天文学、声学、农学及工艺制造之学有很大兴趣，曾熟读过李时珍的《本草纲目》。

万历四十三年(1615年)宋应星与兄应升赴省城南昌参加乙卯科乡试。在一万多名考生中，29岁的宋应星考取全省第三名举人，其兄名列第六。奉新诸生中只有他们兄弟中举，故称“奉新二宋”。