Według legendy nauczycielem domowym jego i jego brata, Iwana, był Hryhorij Skoworoda. Otrzymał wykształcenie podstawowe w prywatnej pensji w Charkowie. W wieku 10 lat hrabia Rumiancew zaciągnął go do pułku kirasjerów, a w 1791 zaciągnął się samodzielnie jako sierżant do Lejb-Gwardyjskiego Siemionowskiego Pułku w Sankt Petersburgu. Nie pociągała go jednak rodzinna kariera wojskowa, ale naukowa. Uczęszczał na wykłady w Szkole Górniczej, gdzie doskonalił swoją wiedzę z matematyki, fizyki, chemii i medycyny. Pod wpływem wydarzeń rewolucji francuskiej, jesienią 1795 postanowił odejść ze służby wojskowej i powrócić na Ukrainę do swojej posiadłości w Kruczyku. W 1796 poślubił czternastoletnią chłopkę pańszczyźnianą Domnę, uczennicę matki, co wywołało sprzeciw rodziny.