升入中学后，聂耳对英语产生了浓厚的兴趣，功课再忙，他也总是坚持晚上去英语学会补习英语，有时到昆明基督教青年会去听英语课。在那里，他结识了他的恩师柏希文先生。
柏希文是一位出生于中国的外籍学者。他的父亲是法国人，母亲是中国广东高州人。他对于聂耳英语水平的提高、思想认识的发展和音乐爱好的培养都产生了深刻的影响。他常常给学生灌输无神论思想，揭露帝国主义侵略中国的罪行。他促使聂耳对钢琴等西洋乐器发生了兴趣，进一步加深了对欧洲音乐的了解。在柏先生的指导和聂耳自己的努力下，聂耳初中毕业时，已能阅读一般的英语读物和进行普通的英语对话了，并常常用英文写日记。
中国当时严酷的社会现实，深刻地教育了聂耳。发生在上海的“五卅惨案”，使聂耳认识到：“欲免除罢工之患，非打破资本阶级不可。”他积极投入到蓬勃的学生运动中，参加“五卅惨案后援会”组织的募捐，走上街头宣传抵制日货。
1927年秋，聂耳初中毕业。当时的云南省立第一师范学校是全省唯一的一所公费学校，学生的学杂费和膳宿费都由国家负担，因而报考的人很多，录取的比例只有十分之一。即使这样，聂耳仍以优异成绩考入该校高中部的“外国语组”，主修英语。
在学校，他是文艺活动的积极参加者，演剧时经常任女主角（因当时实行男女分校制）。因他曾在《克拉维歌》中出色地扮演过女主角“马莉亚”，后来“马莉亚”竟一度成了他的外号。
当时的省立第一师范是昆明学生运动的中心，在地下党和共青团的直接领导下，该校学生们参加校内外的进步活动非常踊跃。聂耳在同班同学的帮助下参加了共青团的外围组织“读书会”。阅读了不少进步书刊，提高了政治思想觉悟。
1927年，蒋介石叛变革命，云南的军阀当局也搞起了“清党”的罪恶勾当，昆明很快就笼罩在一片白色恐怖之中。亲眼见周围的进步师生和共产党人惨遭杀害，聂耳满腔悲愤，但他一点也没有退缩，反而更加坚定了追求真理的决心。在革命形势处于低潮时，在生死考验面前，聂耳毅然于1928年秋加入了共产主义青年团。聂耳作为党领导下的“救难会”的成员，曾多次去监狱探望、接济被关押的革命同志，按照团组织的安排，他还从事刻印、张贴传单等革命活动。
他从事革命活动的方法很高明。学校内有两个亭子，他能一面和生疏的同学周旋着，一面反手就把标语、传单贴在柱子后面。由于他经常张贴文艺活动的通知，学校当局并不怎么怀疑他。
聂耳在省立师范读书的时候，因共同的爱好，他结识了在省师附小教音乐的张庚侯，并开始练习拉小提琴。在省师附小的孩子们的要求下，他俩合作写了《省师附小校歌》，由张庚侯作词，聂耳谱曲。当时省师附小的学生，现已是年愈古稀的老人，一提起当年聂耳、张庚侯教他们唱的校歌，仍记忆犹新：“同学们，大家团结起来，锻炼勤苦耐劳的个性，养成服务社会的能力，造就健全生活的本领。”
聂耳的三哥聂叙伦回忆道：“在创作校歌时，聂耳根据歌词反复琢磨，并在屋里高声试唱，边唱边改，没有几天就完成了。这首校歌，不仅在校内流行，也成了校外学生普遍爱唱的一首歌了。”那时的聂耳，只有16岁。
聂耳在省立师范读到第三个学期，心里逐渐产生了去外省探索真理、寻求出路的念头。他想到外省去读公费学校，但又没有哪个学校来云南招生。他还想外出谋一个合适的工作，却又没有什么门路。
1928年冬，驻扎在湖南郴州的国民革命军第十六军来云南招收“学生军”。几天之中，报名者就达200多人。一时间，聂耳也显得异常兴奋：“云南不是我呆的地方。虽然我的家庭是这样快乐，学校生活也是这样有趣，思来想去，宁肯牺牲了一切一切，甚至于牺牲了我的可爱的小朋友。我决定了，无疑了，明天一定和他们走吧！”
从云南到湖南，绝没有现在这样方便。须先沿滇越铁路到达越南河内，由越南港口城市海防乘船到中国的香港，再由广州出发乘车到湖南。
聂耳一行人几经辗转，历尽千辛万苦，于1928年12月15日到达十六军驻地——湖南郴州。
这时，聂耳才发现，他们哪里是什么“学生军”，实际是范石生的第十六军为了补充兵源而招募的新兵。他们被编入“新兵队”受训，在那里，聂耳亲身感受了旧军队内部的黑暗与腐朽，认识到自己受了骗上了当。
新兵的生活很凄苦，聂耳在日记中写道：“看见新兵之惨状，见熟人之流泪。吃罢晚饭，稻草三把灰毯一床。”
在这种情况下，几乎每天都有新兵逃跑。被抓回来的不是被活活打死，就是被打致残，有的被罚做苦役。
由于一位同乡的疏通、帮助，聂耳于1928年12月26日离开了新兵队，到连里当了文书。1929年3月随十六军军官团南下广州。聂耳希望能在广州投考黄埔军校，后因资历不够未能实现。同年4月，聂耳等人被该军遣散，结束了近半年的军队生活。
聂耳徘徊在广州街头，不知何去何从。到上海报考公费学校？没有把握。在广州等待投考航空学校？要等4个多月，仅有的一点遣散费根本维持不了那么久。回昆明？哪里有颜面去见亲朋呀。此时，他在报上看到了一则演剧学校招考公费生的消息，便兴冲冲地去报了名，待考取后才得知，该校只是学习粤剧中的锣鼓、丝弦等乐器、实在与聂耳的兴趣不相投。
聂耳心灰意冷，决定尽快回昆明。1929年5月，他向人借了一笔路费，才回到了家乡，继续在省立第一师范学习。
经过这次挫折，聂耳的革命意志并没有消沉，他在学习专业课之余，阅读了大量的马列经典著作和进步书刊，并以文艺演出的形式，积极投入反帝反封建及募捐救灾、办学的宣传活动中。
1929年7月11日，云南的军阀为了备战而搬运军火，结果引起昆明市北门街江南会馆火药库的大爆炸，无辜的百姓死伤在4000人以上。中共云南地下党在“济难会”掩护下，组织救济灾民。聂耳作为“济难会”的主要成员，参加了学生组织“七·一一青年救济团”。他尽全力协助灾民解决衣物、食宿、卫生、教育等问题，并四处奔走，积极开展宣传工作。他还发动灾民向军阀政府请愿，要求严惩祸首，赔偿损失。反动当局对此大为恐慌，派军警四处搜捕学生。聂耳在群众的掩护下幸免于难，被安排去乡下躲避了一段时间。
1930年初，云南军阀之间的混战基本结束，他们得以转过来镇压革命人民。许多共产党人被捕牺牲，也有一些意志薄弱者当了可耻的叛徒。这年5月，有叛徒供出了聂耳参加共青团的情况，敌人开始对聂耳进行暗中监视，就要向他下毒手了！
一天，聂耳三哥聂叙伦的好友李同文突然跑到聂耳家，说他在父亲的办公桌上偷看到一份逮捕名单，上面有聂守信（即聂耳）的名字。李同文的父亲是当时昆明地方法院的院长，参与了密谋逮捕的工作，这个消息是可靠的。聂耳必须立即离开昆明。
可离开昆明又能到哪里去呢？这时聂耳刚由省立师范毕业，玉溪教育局曾聘请他到玉溪中学教英文。可是到了玉溪，也仍然在云南反动政府的魔爪下，随时有被捕的可能。只有远走外省比较安全。然而路费上哪去弄呢？即使走成了，今后的生活也是没有着落。
这时，正巧有一个机会，使聂耳的出走计划得以实现。三哥聂叙伦的一位福建朋友薛耕愚先生，在上海设立了“云丰申庄”，经营纸烟业务，他约聂叙伦去担任会计。三哥想，如果把这个工作让给聂耳，弟弟就能很快离开昆明了，况且全部路费都由店方提供，到了上海有个落角的地方，生活上也能有保障。为了使弟弟逃脱被反动派逮捕的厄运，三哥立即同薛先生商量，以自己要在家照顾老母为托辞，让聂耳顶替自己去上海。薛先生同意了。
1930年7月10日，聂耳告别了亲人故友和家乡，只身取道越南，途经香港，不远万里来到了纸醉金迷的上海滩，开始了他在外独立谋生的日子。那时，他只有18岁。