Страстное стремление к знаниям побуждало юношу к усиленным самостоятельным занятиям, особенно по русской словесности, преподавание которой в гимназии никак не могло удовлетворить развитого и любознательного ученика. Как и в ранние детские годы, чтение оставалось любимейшим его делом. Однако и выбор книг, и сама направленность чтения теперь существенно изменились. Легкое чтение отошло на задний план, а на первый выдвинулась серьезная художественная литература.

Приезжая во время школьных каникул в город Бобров, он погружался в мир книг. Библиотека деда, периодические издания: «Библиотека для чтения», постоянно выписываемая отцом, «Отечественные записки», «Москвитянин», «Пантеон», «Репертуар русской сцены», которые доставал у знакомых, — все это было «обильным источником для утоления его страсти к чтению, которому он посвящал все свое время, уделяя для отдыха лишь непродолжительные вечерние часы на какой-нибудь час после обеда. Чтением занимался он, очевидно, не ради простого только развлечения или приятного препровождения времени, потому что всегда имел при себе бумагу и карандаш и аккуратно записывал свои заметки и все такие записи тщательно оберегал».

В 1844 г. Афанасьев одним из первых оканчивает гимназию и в том же году, сдав, по его выражению, «с грехом пополам» вступительные экзамены, поступает в Московский университет на юридический факультет. Выбор факультета, по всей видимости, произошел не без влияния отца, авторитет которого в глазах А. Н. был всегда высок и неколебим. В начале пребывания в Москве Афанасьев глубоко переживает чувство одиночества юноши, впервые очутившегося в большом городе без родных и знакомых. «Но скоро, — признается он, — я свыкся с Москвою и с юношеским жаром привязался к университету. Для меня в эту эпоху все было погружено в жизни университетской, ею одною была полна и моя собственная жизнь».

Четыре года пребывания в Московском университете (1844—1848) прошли для Афанасьева в неустанном повседневном труде. Жажда знаний, любовь к науке помогли ему самоотверженно переносить многочисленные трудности и невзгоды напряженной студенческой жизни. Особенно одолевали его материальные лишения. И хотя отец из своего скромного заработка стряпчего и выделял сыну немного денег, их едва-едва хватало на пропитание. Несмотря на это, молодой человек, экономя во всем, еще умудрялся часть денег тратить на книги, закладывая тем самым в студенчестве основу своей будущей уникальной библиотеки, и даже покупает билеты в театр.

Московский университет той поры представлял собой один из центров духовной жизни не только Москвы, но и всей России. В нем сохранялись традиции герценовского и других политических кружков 20—30-х годов, шла острая идейная борьба между славянофилами и представителями официальной народности, с одной стороны, и западниками — с другой.

О том, что Афанасьев в студенческие годы не стоял в стороне от передового общественного движения свидетельствует «Дневник», который он начал тогда вести. Соглашаясь с Белинским, осуждавшим Гоголя, — автора «Выборных мест из переписки с друзьями», — Афанасьев 26 октября 1848 г. отметил в «Дневнике»: «Рассказывают о нем, что наконец-то образумился и сам недоволен своей «Перепискою». Дай-то бог, а плохо верится». Летом 1848 г. Афанасьев в «Дневнике» выразил возмущение тем, что русская пресса не почтила память «неистового Виссариона» некрологом, и сочувственно отозвался о нелегально распространявшемся «Письме к Гоголю»: «Белинский умер, и никто не посмел написать в память ему критического некролога. По смерти друзья его пустили в ход его письмо к Гоголю, по поводу «Переписки», и письмо это в рукописях проникло в разные слои и в самые отдаленные края».