Поступающий в гимназию в то время должен был сдать три экзамена. Чтобы сдать экзамен по русскому языку, требовалось «умение бегло и со смыслом читать и пересказывать прочитанное», а также различать части речи, уметь склонять существительные и местоимения, спрягать глаголы, писать под диктовку и, наконец, знать и декламировать некоторые стихотворения из «Родного слова» К. Д. Ушинского. На экзамене по арифметике надо было показать «основательное знакомство с первыми четырьмя действиями над простыми числами (умножение — на три цифры и деление — на две цифры)», а также осуществлять «умственное решение практических задач» до 100 включительно по первой части «Сборника арифметических задач» Е. А. Евтушевского. На экзамене по закону божьему полагалось знание «общеупотребительных молитв и основных событий священной истории Ветхого и Новою завета» и умение читать по-церковнославянски. К весне 1867 года Володя твердо усвоил необходимые сведения и, кроме того, немало «начитал наперед».
В июле 1867 года Мария Михайловна подала официальное прошение на имя директора Вятской гимназии с просьбой допустить к вступительным экзаменам ее сына Владимира. Прошение тогда составлялось по определенной форме и содержало обязательство одевать ученика в соответствии с узаконенными правилами, снабжать его всем необходимым для учения, уведомлять о месте его жительства, которое должно быть «устранено от дурных сообществ и примеров», и вообще содержать сына по правилам, внушаемым ему в учебном заведении. К прошению прилагались свидетельство о рождении и крещении сына, выданное консисторией, свидетельство от врачебной управы или от известного в городе врача за его печатью о том, что сыну привита оспа и у него нет хронических болезней. Прилагался также послужной список отца, а если будущий ученик был из лиц податных сословий (крестьян, мещан), требовалось еще и «увольнительное свидетельство».
Вступительные экзамены в гимназии проходили в течение четырех дней. Володя Бехтерев сдал их весьма успешно, в связи с чем было вынесено редкое решение о зачислении его сразу во второй класс. До начала учебного года оставалось несколько недель, и начинающего гимназиста надо было срочно обмундировать буквально с головы до ног.
Гимназическая форма в соответствии с уставом 1864 года шилась из сукна. При этом брюки должны были быть темно-серыми, однобортный же кафтан с отложным воротником, жилет, пальто и фуражка — темно-зелеными. Околыш на фуражке, а также петлицы на воротнике кафтана и пальто были также суконными, но темно-синими. Черными должны были быть суконный или шелковый галстук и все пуговицы. Мария Михайловна форму и необходимые учебные принадлежности подготовила для Володи вовремя, и с 16 августа 1867-го он приступил к занятиям. В тот же день ему было вручено и пять рублей серебром: плата за полгода обучения в гимназии.
Вятская гимназия — одна из старейших в России. Основана она была в соответствии с Уставом учебных заведений, подведомственных университетам, 21 ноября 1811 года на основе существовавшего с 1786 года Вятского главного народного училища и входила в состав Казанского учебного округа. Временем ее расцвета в период празднования столетия Вятской гимназии назовут десятилетие, предшествовавшее году поступления в нее Володи Бехтерева, пост директора занимал И. М. Глебов. Инспектором гимназии тогда был Н. О. Шиманский, славившийся своей добротой, которой гимназисты нередко злоупотребляли.
Когда в гимназию поступил Володя Бехтерев, глебовские традиции в ней начинали уступать место новым порядкам. 19 ноября 1864 года Александр II утвердил гимназический устав, по которому гимназии разделялись на классические и реальные. В классических ведущими предметами становились древние языки, в реальных — взамен древних языков увеличивался объем преподавания математики и естественных наук. Право на поступление в университет имели только выпускники классических гимназий, «реалисты» же имели некоторые преимущества лишь при поступлении в технические учебные заведения.
Долго решали вятские власти — какой быть гимназии в их городе? Верх взяло соображение о праве «классиков» становиться студентами университетов, ведь Вятка с давних пор тяготела к Казани, и возможность обучаться в Казанском университете составляла предмет мечтаний многих гимназистов. Стала таким образом Вятская гимназия классической, а так как в городе преподавателя греческого языка не нашлось — классической, но лишь с одним древним языком — латинским.
Новый устав в Вятской гимназии поначалу вводился не спеша. Однако весной 1866 года положение в учебных заведениях России осложнилось в связи с покушением студента Дмитрия Каракозова, который 4 апреля пытался застрелить императора Александра II. Следствие установило, что покушавшийся входил в тайное общество, которое состояло главным образом из московских студентов, возглавлял его Н. И. Ишутин. Император высказал недоверие ко всему русскому студенчеству. Слывший либералом, министр народного просвещения А. В. Головин был заменен крайним реакционером графом Д. А. Толстым. Новый министр признавал в гимназиях классические языки «основой всего дальнейшего образования». Им насаждался строгий надзор за учащимися и предпринялись меры для ограничения наметившейся в предыдущие годы демократизации состава учащихся средних и высших учебных заведений. Целью своей деятельности на посту министра народного просвещения Д. А. Толстой считал борьбу «с материализмом и нигилизмом».
Уже в мае 1866 года новый министр народного просвещения в связи с опубликованным «высочайшим рескриптом» издал распоряжение попечителям учебных округов о мерах, которые им надлежит предпринять «для поддержания власти и уважения к закону, для охраны коренных основ веры, нравственности и порядка». От всех служащих системы министерства просвещения требовалось «точное, неослабное и неукоснительное исполнение обязанностей, предписываемых общими законами государства и частными постановлениями министерства». Директорам учебных заведений рекомендовался «неусыпный надзор за поведением учащихся и постоянное строгое наблюдение за преподаванием».
Когда Володя Бехтерев стал гимназистом, в Петербурге приступили к разработке нового гимназического устава. На его создание потребовалось пять лет. Все эти годы Вятской классической гимназией руководил сменивший умершего в декабре 1866 года И. М. Глебова приехавший из Казани педантичный немец Э. Е. Фишер, стремившийся добросовестно выполнять все поступавшие сверху циркуляры. Однако в гимназические годы Владимира Бехтерева порядки не были еще слишком строгими. Володя учился охотно и достаточно успешно. Учили его разные учителя, их умение преподавать во многом определяло отношение гимназистов к отдельным предметам.
Несколько позже великий химик Д. И. Менделеев в статье «Заметки о народном просвещении в России» писал так: «В отношении умственного и волевого развития учеников, стремления их к дальнейшему высшему образованию и запасу сведений, спрашиваемых в жизни, все зависит, по моему крайнему мнению, в наибольшей мере от качества преподавателей, их примера, их любви к делу… Можно и из естествознания сделать такую зубрежку, сушь и «слова», как из греческого… Вспоминая влияние своих гимназических учителей, я всегда останавливаюсь на двух учителях… И сколько я ни расспрашивал людей сознательных и вдумчивых, всегда слышал от них, что и у них были один или два учителя, оставивших добрый след на всю их жизнь».
Если из преподавателей, обучавших Владимира Бехтерева в Вятской гимназии, попытаться выбрать наиболее ярких и запоминающихся, то надо назвать, пожалуй, учителя физики, математики и естественной истории Василия Петровича Хватова и историка Якова Григорьевича Рождественского.
В. П. Хватов внешностью обладал запоминающейся и особенной: небольшого роста, но крепкого сложения, широкоплеч, с гладко стриженной головой и мохнатыми бакенбардами. Несмотря на уже немолодой возраст, был всегда бодр, подвижен, нетерпелив, любил пошутить, иногда язвительно. Во время урока обычно ходил между рядами и, даже когда сидел за столом, напоминал сжатую пружину, готовую распрямиться в любую минуту. Говорил быстро, но отчетливо. Вдохновенно излагаемый материал иллюстрировался рисунками, схемами, чертежами, моментально выполняемыми цветными мелками на доске.