Kiedy Aleksander miał trzynaście lat, Filip, do tej pory mało zaangażowany w wychowanie syna, postanowił wybrać dla niego nauczyciela. W rezultacie powstała jedna z najsłynniejszych relacji mentor-uczeń w historii. Powody, dla których Filip wybrał Arystotelesa, nie były czysto akademickie. Po pierwsze, istniały rodzinne powiązania Arystotelesa: jego ojciec służył jako nadworny lekarz wcześniejszego króla macedońskiego. Co więcej, Arystoteles służył wcześniej na dworze Hermeiasa w Atarneus, a sojusz z nim byłby przydatny dla planów Filipa dotyczących inwazji na Persję. Nie tylko oferowało wysoki honor i możliwość prowadzenia badań w najpotężniejszym z greckich państw, ale także dawało mu możliwość wpływania na rozwój przyszłego przywódcy tego państwa. Jako ostateczną zapłatę Filip przywrócił Arystotelesowi jego rodzinne miasto Stagirę, które on sam zdobył wiele lat wcześniej.
Edukacja Aleksandra odbywała się w otoczeniu oddalonym od stolicy Pelli, w bardziej odizolowanej wiosce Mieza, w tak zwanym Precinct of the Nymphs. W tym wiejskim zaciszu do Aleksandra dołączyło kilku jego najznamienitszych rówieśników, z których niektórzy sami byli przyszłymi królami. Kiedy Aleksander wyjeżdżał, Filip zachęcał syna do ciężkiej pracy i nauki, aby nie powtórzył błędów ojca. W odpowiedzi Aleksander zganił ojca za to, że miał dzieci z innymi kobietami. W tym względzie wydaje się, że Aleksandra nie tyle trapiło jakieś moralne wyrzuty sumienia, ile raczej obawa przed przyszłymi konfliktami o sukcesję tronu po ojcu. Ambicja Aleksandra była więc oczywista nawet na tym etapie, jeśli nie wcześniej.
Edukacja Aleksandra była w przeważającej części formalna, nie był to rodzaj życiowego treningu, który moglibyśmy sobie wyobrazić w relacji z mentorem. Program nauczania składał się głównie ze standardowych przedmiotów, takich jak poezja, retoryka, geometria, astronomia i erystyka – praktyka argumentacji z obu stron. Aleksander szczególnie interesował się medycyną, i to nie tylko teoretycznie, gdyż przez całe życie rzeczywiście przepisywał leki chorym przyjaciołom. Kiedy Aleksander wyruszył na swoją azjatycką inwazję, zabrał ze sobą dużą grupę zoologów i botaników, którzy wrócili z zebranymi materiałami i informacjami, które stały się podstawą wielu przełomowych prac naukowych. Innym ulubionym tematem Aleksandra była grecka poezja. Szczególnie mocno cenił Homera, a mitycznego Achillesa postrzegał nawet jako wzór do naśladowania w swoim życiu.
Chociaż prawdopodobnie najbardziej znany ze swoich traktatów naukowych, Arystoteles opublikował również Etykę i Politykę, a jego wpływ w tych dziedzinach również dotarł do Aleksandra. Arystoteles podkreślał ten wpływ szczególnie w odniesieniu do tak zwanych barbarzyńców – termin ten był używany do scharakteryzowania wszystkich nie-Greków. Aleksander sam był już namiętnie antyperski, a Arystoteles dostarczył mu intelektualnego uzasadnienia dla jego przeznaczonej i odziedziczonej misji. Arystoteles wierzył, że niewolnictwo jest instytucją naturalną i że barbarzyńcy są z natury przeznaczeni do bycia niewolnikami. Dlatego zachęcał Aleksandra, by był przywódcą dla Greków i despotą dla barbarzyńców, traktując tych pierwszych jak przyjaciół, a tych drugich jak bestie.
Arystoteles postrzegał barbarzyńców jako żyjących tylko dzięki zmysłom, niezdolnych do wzniesienia się ponad hedonizm. Aleksander, w swoim pragnieniu naśladowania heroicznego paradygmatu, naturalnie przywiązywał wielką wagę do honoru, a wraz z nim do cnót samokontroli i samozaparcia. Dlatego w swoim życiu jadł oszczędnie, dawał hojnie, zatrzymując niewiele dla siebie, i miał ostrożne podejście do seksu.Pod tymi względami wpływ Arystotelesa był prawdopodobnie zasadniczy, ponieważ popchnął Aleksandra na drogę, która znacznie odbiegała od bardziej niepewnego modelu wyznaczonego przez jego ojca.
Aleksander spędził trzy lata na studiach u wielkiego filozofa. W międzyczasie jego ojciec mobilizował wojska, by złożyć wizytę nieposłusznym sojusznikom w Peryntynie i Bizancjum. W 340 r. p.n.e. Filip wezwał szesnastoletniego Aleksandra do powrotu i pełnienia funkcji regenta Macedonii oraz Mistrza Pieczęci Królewskiej podczas nieobecności Filipa. W ten sposób Aleksander wycofał się z Akademii i rozpoczął lekcje prawdziwych obowiązków.