Po powrocie z Gdańska do Warszawy kształcił się w kolegium teatynów, gdzie uczył go m.in. Antonio Portalupi. W latach 1746–1747 Stanisław dwukrotnie wystąpił jako aktor na scenie teatyńskiej. W 1744 roku lekcji logiki i matematyki udzielał mu poseł rosyjski w Rzeczypospolitej Herman Karl von Keyserling, były profesor Uniwersytetu w Królewcu. Kontynuował on nauczanie Stanisława po ponownym przyjeździe do Warszawy w 1749 r., jednocześnie stwierdzając, że uczeń poczynił duże postępy pod kierunkiem innego nauczyciela. Jerzy Michalski stwierdza, że niektórzy historycy przeceniali wpływ lekcji Keyserlinga na osobowość i poglądy S-a. Od 1749 r. lekcji architektury i inżynierii udzielał przyszłemu królowi były oficer austriacki Jan Łukasz Toux de Salverte. Wybranym przez rodziców spowiednikiem, aż do 1774 r., był misjonarz Piotr Śliwicki. Pod wpływem wpajanej mu przez matkę metafizyki Stanisław Antoni Poniatowski w wieku 12 lat przeszedł załamanie nerwoweRichard Butterwick, Stanisław August a kultura angielska, Warszawa 2000, s. 92..