Thomas Jefferson skrev in sig i William & Mary den 25 mars 1760, vid 16 års ålder. Han hade fått sin tidiga utbildning av lärare i hemmet och senare som internatboende i skolor som undervisades av anglikanska präster. När han kom till Williamsburg var den unge lärde skicklig i klassikerna och kunde läsa grekiska och latinska författare i original, vilket han fortsatte med under hela sitt liv.
Inom filosofiskolan – den kollegiala kurs som Jefferson skrev in sig i – inkluderade William & Mary en gymnasieskola för pojkar i åldrarna 12 till 15 år; gudomlighetsskolan, där unga män som hade avslutat sina studier i filosofiskolan skulle förberedas för prästvigning i Engelska kyrkan; och indianskolan, grundad för att utbilda och kristna indiska pojkar.
Jefferson bodde och tog in på William & Mary i den byggnad som idag är känd som Sir Christopher Wren Building och deltog i gemensamma måltider i den stora salen och morgon- och kvällsböner i kapellet. Han fick undervisning i naturfilosofi (fysik, metafysik och matematik) och moralfilosofi (retorik, logik och etik). Han var en ivrig och flitig student som visade en ivrigt nyfikenhet på alla områden och enligt familjetraditionen studerade han ofta 15 timmar om dagen. Hans närmaste collegevän, John Page of Rosewell, rapporterade att Jefferson ”kunde slita sig från sina käraste vänner för att flyga till sina studier.”
På William & Mary fick Jefferson undervisning av William Small. Small, en skotte som hade utbildats vid Marischal College i Aberdeen, hade 1758 utsetts till professor i naturfilosofi. Strax efter Jeffersons ankomst tog Small också på sig uppgiften att undervisa i moralfilosofi när den stolen lämnades vakant efter Jacob Rowes avgång. Small introducerade Jefferson till Lockes, Bacons och Newtons skrifter och väckte ett intresse för vetenskap hos den entusiastiske unge studenten.
Det var en turbulent tid i W&M:s historia, en period som kännetecknades av politisk turbulens, sjunkande disciplin och spänningar mellan fakulteten och styrelsen. Ändå blomstrade Jefferson under Smalls handledning. Han skrev senare: ”Det var min stora lycka, och det som förmodligen bestämde mitt livs öden, att dr William Small från Skottland då var professor i matematik, en man som var djupt insatt i de flesta av vetenskapens användbara grenar, med en lycklig talang för kommunikation, ett korrekt och gentlemannamässigt uppförande och ett vidgat och liberalt sinne.”
Jeffersons studier vid W&M varade i två år, och han fortsatte sedan att läsa juridik under de följande fem åren under George Wythe, den framstående juristen som skulle bli den första professorn i juridik vid William & Mary 1779. Jefferson refererade till Wythe som ”min tidigaste och bästa vän” och tillade att ”till honom står jag i skuld för de första intryck som har haft det mest välgörande inflytandet på mitt livs förlopp”. Genom Wythe och Small träffade Jefferson guvernör Francis Fauquier, och han anslöt sig ofta till de tre äldre männen när de åt middag tillsammans i guvernörspalatset. Jefferson – som sade att musiken var ”min själs favoritpassion” – inbjöds också att delta i palatsets musikaler och spela violin eller cello.
Dumas Malone, Jeffersons 1900-talsbiograf, skrev att berättelsen om Jeffersons studenttid i Williamsburg ”är berättelsen om … den första blomstringen av ett extraordinärt sinne”. Som student vid William & Mary hade den unge Jefferson en idealisk utsiktspunkt från vilken han kunde observera och undervisas av koloniens ledare när han förberedde sig på att ta sin plats bland dem.