W roku 1762 wysłany został na naukę do Collegium Nobilium jezuitów w Warszawie, jednej z najlepszych szkół jezuickich w kraju (ukończył je w roku 1771). Profesorami Ossolińskiego w Collegium byli wybitni duchowni: Adam Tadeusz Naruszewicz – poeta i historyk, redaktor Zabaw przyjemnych i pożytecznych; Karol Wyrwicz – geograf, historyk i pedagog; Franciszek Bohomolec – autor wielu komedii bezlitośnie chłostających wady ówczesnej szlachty, i wielu innych (I. Nagurczewski, J. Albertrandi). Wszyscy oni należeli do kręgu przyjaciół króla Polski – Stanisława II Augusta, który zaraz po wstąpieniu na tron w roku 1764 skupił wokół siebie ludzi, popierających jego program reform Rzeczypospolitej.
Traktaty rozbiorowe sankcjonujące grabież ziem polskich dokonaną w roku 1772 spowodowały, że majątki Ossolińskich znalazły się w nowo utworzonej prowincji monarchii habsburskiej, zwanej odtąd Galicją. Gospodarząc w majątkach rodzinnych na Mielecczyźnie i co jakiś czas odwiedzając Warszawę, oddawał się Ossoliński zajęciom literackim i pracy naukowej, różnorodnym zarówno co do treści jak i formy. Wkrótce potem otrzymał tytuł hrabiowski. 18 września 1785 poślubił swoją krewną – hrabinę Teresę Jabłonowską.