Chrześcijańscy uczeni z Cezarei, na gruncie neoplatonizmu Orygenesa, próbowali połączyć grecką filozofię z biblistyką.
Studiując w cezarejskiej bibliotece Grzegorz zrobił ekscerpty z przechowywanych tam, współcześnie w części zaginionych, dzieł Orygenesa. Ekscerpty te posłużyły mu wiele lat później do napisania jednej z ważniejszych własnych prac, Filokalii. W Cezarei Grzegorz słuchał najprawdopodobniej Cyryla z Jerozolimy, który był wówczas u szczytu sławy jako filozof i teolog. To właśnie w Palestynie, pośród toczonych tam intensywnych dyskusji, Grzegorz zdobył podstawy wiedzy naukowej.
Aleksandria thumb|Pozostałości rzymskiego amfiteatru w Aleksandrii Po roku studiów w Cezarei, Grzegorz przeniósł się do cieszącej się sławą najlepszej uczelni Cesarstwa, szkoły w Aleksandrii. Pod koniec 348 roku opuścił Palestynę i udał się do Egiptu. Tam, na życzenie matki, rozpoczął wraz z bratem studia medyczne.