När Alexander var tretton år bestämde sig Filip, som hittills inte varit särskilt engagerad i sin sons uppfostran, för att välja en lärare åt honom. Resultatet skulle bli ett av historiens mest kända mentor-elev-förhållanden. Filips skäl för att välja Aristoteles var inte enbart akademiska. För det första hade Aristoteles familjeanknytning: hans far hade varit hovläkare åt en tidigare makedonisk kung. Dessutom hade Aristoteles tidigare tjänstgjort vid Hermeias’ hov i Atarneus, och en allians där skulle vara användbar för Filips planer på att invadera Persien.
Positionen passade också Aristoteles. Den erbjöd inte bara en hög ära och chansen att bedriva sin forskning under den mäktigaste av de grekiska staterna, utan den gav honom också möjlighet att påverka utvecklingen av den statens framtida ledare. Som den ultimata betalningen återställde Filip också Aristoteles födelsestad Stagira, som han själv hade erövrat flera år tidigare.
Alexanders utbildning ägde rum i en miljö som låg långt från huvudstaden Pella, i den mer isolerade byn Mieza, inom det så kallade nymfernas område. I denna lantliga avskildhet fick Alexander sällskap av flera av sina mest anmärkningsvärda kamrater, några av dem själva blivande kungar. Vid Alexanders avresa uppmanade Filip sin son att arbeta hårt och lära sig för att undvika att upprepa sin fars misstag. Som svar förebrådde Alexander sin far för att han hade fått barn av andra kvinnor. I det här avseendet verkar Alexander inte så mycket ha varit bekymrad av någon moralisk samvetsgrannhet, utan snarare orolig för framtida konflikter om tronföljden till sin fars tronföljd. Alexanders ambitioner var därför uppenbara redan i detta skede, om inte tidigare.
Alexanders utbildning var till största delen formell, inte den typ av livsträning som vi skulle kunna tänka oss i en mentorrelation. Läroplanen bestod snarare huvudsakligen av standardämnen som poesi, retorik, geometri, astronomi och eristik, dvs. hur man argumenterar för en punkt från båda sidor. Alexander utvecklade ett särskilt intresse för medicin – och det var inte bara ett teoretiskt intresse, för han skrev faktiskt ut behandlingar för sjuka vänner under hela sitt liv. När Alexander gav sig iväg på sin asiatiska invasion tog han med sig en stor grupp zoologer och botaniker, som återvände med insamlat material och information som skulle komma att ligga till grund för flera banbrytande vetenskapliga arbeten. Ett annat av Alexanders favoritämnen var grekisk poesi. Han hade en särskilt stark respekt för Homeros, och han såg till och med den mytiske Akilles som en modell att följa i sitt eget liv.
Och även om Aristoteles kanske är mest känd för sina vetenskapliga avhandlingar, publicerade han också sin etik och politik, och hans inflytande på dessa områden nådde också Alexander. Aristoteles utövade detta inflytande särskilt när det gällde de så kallade barbarerna – en term som användes för att karakterisera i stort sett alla icke-greker. Alexander själv var redan passionerat antipersisk och Aristoteles gav honom de intellektuella motiveringarna för sitt ödesbestämda och nedärvda uppdrag. Aristoteles trodde att slaveriet var en naturlig institution och att barbarer av naturen var avsedda att bli slavar. Han uppmuntrade därför Alexander att vara en ledare för grekerna och en despot för barbarerna och att behandla de förra som vänner och de senare som djur.
Aristoteles ansåg att barbarerna endast levde genom och för sina sinnen och var oförmögna att höja sig över hedonismen. Alexander, i sin önskan att följa ett hjältemodigt paradigm, satte naturligtvis stort värde på heder och därmed på dygderna självkontroll och självförnekelse.Därför åt han i sitt eget liv sparsamt, gav generöst samtidigt som han behöll lite för sig själv, och hade en försiktig inställning till sex.I dessa avseenden var Aristoteles inflytande sannolikt avgörande, för han drev Alexander på en väg som skilde sig mycket från den mer osäkra modell som hans far hade satt upp.
Alexander tillbringade tre år med att studera med den store filosofen. Under tiden mobiliserade hans far trupper för att besöka icke följsamma bundsförvanter i Perinthus och Bysans. År 340 f.Kr. kallade Filip den sextonårige Alexander till sig för att återvända och tjänstgöra som makedoniens regent och mästare av det kungliga sigillet i Filips frånvaro. På så sätt skulle Alexander dra sig tillbaka från akademin och börja lära sig att ta ansvar i det verkliga livet.