Prvi razred osnovne škole pohađao je u rodnom Smiljanu. Otac Milutin rukopoložen je za protu u Gospiću, te se porodica preselila u ovo mesto 1862. godine. Preostala tri razreda osnovne škole i trogodišnju Nižu realnu gimnaziju završio je u Gospiću.
Teško se razboleo na kraju trećeg razreda škole 1870. godine. S jeseni je otišao u Rakovac kraj Karlovca da završi još tri razreda Velike realke. Maturirao je 24. jula 1873. godine u grupi od svega sedam učenika sa vrlo dobrim uspehom jer je iz nacrtne geometrije bio dovoljan. Tada je imao 17 godina. Nakon završene mature vratio se u Gospić i već prvi dan razboleo od kolere. Bolovao je devet meseci. U tim okolnostima uspeo je da ubedi oca da mu obeća da će ga umesto na bogosloviju upisati na studije tehnike.
U školi je bio dobar đak, jedino mu slobodno crtanje nije polazilo za rukom. Kao dete Tesla je bio levak, ali se kasnije naučio služiti obema rukama. Njegov omiljeni predmet bila je matematika. Imao je neobičnu sposobnost da zamisli predmet i da mu se on prikaže kao živ i stvaran. Kasnije, kada bi razmišljao o svojim izumima, gotovo nikada ništa nije bležio na papir već je sve držao u glavi, tek je u srednjim godinama počeo sa pravi beleške. Ukoliko se radilo o bilo kakvom problemu iz aritmetike ili algebre, Nikola bi pred sobom vidio zamišljenu ploču s napisanim zadatkom, a na ploči bi se redale sve radnje i svi znaci potrebni za njegovo tačno rešenje.
Uostalom, već od Teslina vremena psiholozi i parapsiholozi su proučavali osobe koje su, prema njihovim izveštajima, zastia mogle da projektuju svoje mentalne slike na svitke neeksponiranog fotografskog filma.
Da bi se oslobodio slika koje su ga progonile i osetio barem privremeno olakšanje, mladi je Nikola sam sebi počeo predočavati izmišljene svetove. Svake bi noći krenuo na neki izmišljeni put i tako vidio nova mesta, gradove i zemlje, živio u njima, susretao ljude i sklapao prijateljstva.
Zbog svojih sposobnosti čak je ponekad bio sumnjiv profesorima, budući da je izuzetno brzo mogao doći do tačnog rešenja zadataka koje bi oni postavljali. U jednom od viših razreda profesor iz matematike mu je dao nižu ocenu. Tesla je ostao jako povređen i odlučio je da se požali upravniku škole i zatraži da ga ispitaju pred komisijom. Na ispitu je mladi Tesla briljirao i nakon toga dobio odličnu ocenu.