1653年8月，牛頓的繼父逝世，牛頓的母親漢娜回到了伍爾索普生活。十歲的孩子重獲母愛，隨后的一個時期也許應是一段快樂的插曲。不過樂中也有許多苦，因為分享母親關愛的還有一個同母異父弟弟和兩個同母異父妹妹，其中一個妹妹還不到一歲，另一個剛剛兩歲，他們也許是母親關注的中心。不到兩年，牛頓就被送到格蘭瑟姆的中學去了。來到格蘭瑟姆鎮，除了金格斯中學外，另一個要去的地方是鎮上的藥劑師克拉克家。克拉克夫人自幼便與牛頓的母親漢娜是朋友，由于牛頓在鎮上也沒有別的親戚，因而牛頓在金格斯中學讀書的日子，便要寄宿在克拉克家。牛頓對克拉克夫婦感到生疏，因為他們從未謀面。已感到對陌生的金格斯中學有些不適應的小牛頓，一想到又要和這陌生的一家見面，并且要長久地住在這，不免有些緊張。
克拉克家位于鎮中心，閣樓的樣式與自家的相差不多，這種相像不免使牛頓產生了些許的好感。與克拉克夫婦的見面也同樣令他感到愜意，因為夫婦二人都是那么和藹可親，毫無陌生感，就好像在哪見過一樣。克拉克夫婦特意為小牛頓準備了一間閣樓，好讓他能夠比較舒服地生活和學習。在情感上牛頓是個內向沉默且拒絕陌生人的人，但在克拉克家卻不一樣。他好像很快習慣并且喜歡上了這里的生活，并沒有初來時想像的孤獨感，相反自幼失去了父愛、母愛的牛頓感到了家的溫暖；另外，克拉克家與眾不同的家庭氛圍也吸引了牛頓。
克拉克先生是鎮上有名的藥劑師，在當時的英國，有些藥品需要藥劑師自己配制，因而克拉克先生便有自己的藥品配置室。克拉克先生的藥品配置室如果在今天我們可稱之為實驗室，在實驗室中各種配藥儀器布滿了整個房間，有干鍋、天平及各種玻璃實驗制品……這些都深深地吸引了牛頓的目光。他以前倒是用過鋸子、斧頭模仿著看過的東西做過小水車之類的東西，但從沒接觸過這類東西。每當克拉克先生走入他的實驗室時，都令牛頓產生一種莫名的沖動，他要看看這些東西到底如何運用。克拉克先生每次配置藥品時，神色都是那么嚴峻，顯得是那么謹慎。他用小天平稱來稱去，各種藥劑有白的、紅的、黃的……接著他又把各種器皿連結起來，然后又用火加熱、用水冷卻，在器皿中的藥劑一會變成了其他顏色，一會又由氣體變成液體……遠遠看著的牛頓被這一切迷住了，這些東西太神奇了，為什么要對它加熱，為什么要把那兩種東西放在一起，為什么它會變色。這些對于他來說，真是變化無窮，充滿著無盡的魅力。對克拉克先生實驗室的關心完全出自他的本心，他對這些陌生的東西有著他自己都不知道為什么的熱愛。他很羨慕和敬佩克拉克先生的博學，同時也想像有一天自己也什么都能知道。克拉克先生也看出了這個孩子的與眾不同，便耐心地引導他，希望這個對知識有著無盡欲望的孩子能有更大、更快的進步。他告訴牛頓，在進行實驗前你一定要掌握住必要的基礎知識，因為只有在一定理論的指導下才能通過實驗論證自己想法的正確性，因而掌握必要的知識是很必要的。牛頓把這些深深地記在心里。
格蘭瑟姆中學的校長是牛頓在伍爾索普就讀學校的經辦人，他是一位很有名望的教育家，對牛頓也特別看重，即使牛頓仍和讀小學時一樣不注重學習。數學教師是克拉克孿生的弟弟。他們為人都很友好，所以這種寬松的學習環境對牛頓來說，是很理想的。他在這里主要是學習拉丁文文法，此外學習數學和神學，數學則以幾何為主。
這時的牛頓仍然不愛學習，成績在班里仍舊落后。在學校里他還是特別不愛講話，愛沉思默想。他既不接近老師，也不和同學親近，僅僅和克拉克夫人與前夫所生的女兒安娜·斯托瑞比較親近。牛頓一看到這個端莊文靜的女孩子就不由自主地喜歡上了她。不愛說話的牛頓在她面前卻總有好多話題。斯托瑞和他年齡相仿，兩個人談得很投機。牛頓為了討她的歡心，常常給她做玩具或者修理家具什么的，就是從這里常常表現出他的心靈手巧和別出心裁。斯托瑞看在眼里記在心上，有時也會流露出來。隨著時間的推移，在這對少男少女的心中不由萌發出一種情不自禁的、朦朦朧朧的、然而卻震動兩個人心靈的感情，像一股不含一點雜質的清泉流淌在彼此心里。
當斯托瑞不在身邊時，牛頓有時會詩性大發，隨口吟出幾句。他把克拉克藥店里沒人看的書都仔細看過了，有一本叫做《自然與藝術之謎》的書對他有了很大的影響，從那里他學會了制作焰火、變戲法、調顏色、制圖以及自制有趣的玩具。他還是那個老習慣，凡是書里講到的好玩的事，他都要自己親自嘗試一番。這種親自動手做實驗的習慣使他終身受益。當他在鄉村上學時，他就喜歡畫畫，畫樹、畫花、畫他見到的美麗圖景。到了格蘭瑟姆，閑暇獨處時，便拿出筆來……雖然未有人稱贊他，但他自己非常喜歡畫畫，盡管他不具備美術天賦。這大概是和他熱愛大自然，頭腦里充滿美麗的幻想有關吧。牛頓有時也寫詩，和畫畫一樣，他也并沒有作詩的天分，他寫詩也是為了表達自己的志向和情感。在克拉克家里的生活是快樂的，有可愛的斯托瑞做伴，他有時有成年人的成熟，有孩子的天真，有思想家的思維。然而學校里的他卻沒有一點改變，學習成績沒有丁點好轉。他根本沒有把心思用在這上面，他經常陷入沉思之中，因而遭到一些調皮孩子的取笑和嘲弄。
可是不久，讀書成了他又一個興奮點，他對此是那么沉迷，有些時候近乎癡狂。在日后的生活中，牛頓也始終對讀書有著難以丟棄的摯愛，它已成為他的一種習慣，培植在他的生命中。
夜色已深，小牛頓還沒有睡，他在桌前安靜地看著書。
在周圍鄰居的印象里，仿佛克拉克家閣樓的這間房間的燈一直都是亮著的。搖曳的燈光下，牛頓沉醉在書本里，思緒伴著文字交響著，不知不覺時間又流過了許久。陣陣夜風從窗外吹來，夾著些涼意，牛頓不禁拉了拉衣襟，目光順著窗外望去，窗外點點星光。這點點星光映在灰暗的夜空中，顯得是那么空靈、悠遠，這空靈、悠遠不禁引來小牛頓一陣陣哀怨，透過夜空他想到了在意念中遠在天堂里的父親，在牛頓的記憶中父親只有想像，外祖母說他應該在天堂。遠處的星光依然是閃亮的，在遙遠的空靈中父親會不會也同樣像其他人的父親關愛兒女一樣關注著他這個孤獨、弱小的生靈。想到這里小牛頓的眼中不免有了點點淚光，再遙望遠方，仿佛那天邊的星斗也同樣帶著哀傷。
“啊，那個像柄長劍，那個像個仙女，哦！那個像頭獅子……”“好像在哪里看到過有關寫星星的書！”急急地沖出門，向二樓的藏書房跑去，轉而又躡手躡腳，因為他怕在深夜中驚醒早已沉睡的善良的克拉克夫婦。時光飛速地流轉著，牛頓的閱讀范圍早已超過了課堂上所學的知識范圍，他的學識也得到了同齡人和師長的公認。牛頓剛到格蘭瑟姆住下來時，發生過一次深深灼痛其記憶的危機。那時他甚至還沒有機會表現出自己的杰出智力。要么是鄉村小學給他留下的底子太差，要么是他再次陷入孤獨，心存恐懼，所以在班上的名次很低，甚至成為倒數第二。一天早上，在上學路上，倒數第三的一個男孩在他肚子上踢了一腳，踢得很重。
不滿足于在肉體上擊敗對方，牛頓還堅持在成績上挫敗對方。一旦上路，他便在學校里成了第一名。隨著他的名次升高，他把他坐過的每張椅子上都刻上他的名字。今天，這些椅子已蕩然無存，可一個石窗沿上還留著他的簽名。
他的房間里面堆滿了工具，媽媽給他的錢都買了工具。
別的孩子都在玩游戲，他則用木頭做東西，不僅是為女孩子做玩具，主要的還是做模型。他給自己做了一部小車，這輛四輪車由曲柄帶動，他坐上去后就自己轉動曲柄。他還用“皺紋紙”做了一個燈籠，冬天早上天還不亮，點著它上學，白天他可以簡單地把它折起來放進口袋。這燈籠還有其他用途：晚上吊在風箏尾巴上，“有一段時間把鄰近的居民嚇得好不驚慌；每逢集日，這玩意在村民們的啤酒杯上掠過，使他們議論紛紛”。格蘭瑟姆沒有燒成一片灰燼，真是好運氣。在機械發明上花的時間太多，常常貽誤功課，落在后面。每逢這時他就轉向書本，很快又趕上前去。即使是安息日他也不肯放手，盡管這樣做使他滿心后悔。牛頓的這些發明有許多來自約翰·貝特著的《自然與藝術之謎》。也許牛頓的青春才華在貝特那本書的照耀下略有遜色，但他的天才很難使人懷疑，事實是他找到了一本可以激發其自然興趣的書。這些故事中有的有些離奇古怪，完全出人意料，因為在他以后的生活中完全銷聲匿跡了。現在看來，這似乎也是一種真誠的努力，想用這種方式去取悅他的同學。他也替他們做燈籠，誰又能懷疑他們參加了這人造流星的制造？他們放風箏時，牛頓注意觀察風箏的特點，以便確定理想的比例，以及接線的最佳點。顯然他這是枉費心機。他只是使他們深信他的天分高出他們，從而使他們完全疏遠了他。他就是在與男孩子們一起玩耍時，也總是在動腦筋，一般的孩子一定會覺得他咄咄逼人。他曾說過，他一生做的第一次實驗：先是順風跳，然后逆風跳，將結果與他在無風的日子里跳躍的結果相比較，以此測量“風暴的力度”。他告訴男孩子們：這次風暴比他以往經歷的任何風力要強上一英尺，他們都聽懵了，他就給他們看他測跳距的標記。據一則傳聞講，他曾巧妙地利用風力贏得一場跳遠比賽——同樣，他超人的狡黠惹人猜疑。格蘭瑟姆還有其他的消遣，其中就有日晷。日晷甚至在早些時顯然就已吸引了牛頓的注意力，現在在科爾斯特沃斯教堂安有一個日晷，據說是牛頓九歲時雕刻的。制作日晷所涉及的就遠不止運用工具的技巧，它們代表的是一種知識挑戰。牛頓在可憐的克拉克的家里放滿了日晷——他自己房里，別人房里，門口，陽光能照進來的一切地方。他把木釘釘在墻上標志小時、半小時甚至一刻鐘，木釘上系上繩子，上面有移動的球，可以連續不間斷地測量每天的影子。他做著歷書似的記錄，學會了區分太陽的周期，他分得出分點與至點，甚至分得出一月中的各天。到后來，家里人和鄰居都來查詢“伊薩克日晷”。這樣，上天的威嚴與自然的公允就展現在他面前，使他無法忘懷。據康迪特（牛頓的外甥女婿）講，牛頓在生命結束時還在觀察太陽。他觀察常去的每個房間的影子，如有人問他時間，他常常是不看鐘，而是看看影子就可以回答出來。
他畫畫的技能也日益精進起來，克拉克先生的屋子再次受到他這股熱情的沖擊。據后來住進這間閣樓的人證實，墻上滿是用碳筆畫的鳥獸、人物、船只和植物。他還畫了查爾斯一世、約翰·多恩和校長斯托克的像。墻上還有幾個圓和三角形——它們比畫的所有肖像、鳥、船更能預示我們所知道的牛頓。幾乎在每塊木板上，都有他的名字“伊薩克·牛頓”，是刻上去的，所以擦不去，與學校里的課桌一樣，經驗證，是他的手筆。
在格蘭瑟姆度過的這段中學時光是牛頓一生中最快樂幸福的日子，在這里他已完全適應了生活并且找到了自己的理想的生活狀態，學校的課堂、藏書的閣樓、自己的臥室兼手工作坊，這里的每一天都是充實快樂的，就像是貪財的人發現了無主的寶藏一樣，覺得離開一秒都是一種心痛。牛頓在這里度過了一年多的時光。
有些時候人的成長也需要機緣，牛頓在這所學校里結識了一位對其一生的命運都有著重要影響的一位良師，他就是牛頓就學的中學校長亨利·斯托克校長。斯托克校長以他幾十年的教學育人經驗和超出常人的伯樂眼光發現了牛頓。
其實牛頓在學校里的表現在一般人的眼里顯得未必是那么出類拔萃，在剛入學時他被編入了低等班，成績也是一般。
后來成績雖然有很大提高也只能說是個優等生而已，但是斯托克校長卻一直默默地關注著這位他認為是他教過的最優秀的學生。