Обучение давалось Григорию легко. К семнадцати годам он уже готов был испытать свои силы в ежегодном диспуте, который происходил во дворце в собрании всех ученых мужей и под председательством самого императора. Обычно к такого рода собраниям юношей не допускали. Но Феодор Метохит настоял на том, чтобы Григорию дали слово. Ученые уступили авторитету и личной просьбе Феодора, не ожидая от юнца ничего интересного и нового. Каково же было их изумление, когда Григорий очень толково и быстро сумел объяснить один из сложнейших постулатов философа Аристотеля. Даже император заслушался. После того как Григорий Палама сел на место, слово взял его учитель и произнес такую речь: «И сам Аристотель, если бы он был здесь, не преминул бы удостоить эту речь похвалы». Все ожидали от юноши блистательной карьеры. Многие говорили о том, что он превзойдет своего знаменитого отца. Но, вопреки все ожиданиям, Григорий в 20 лет отправляется на остров Афон для принятия монашеского пострига. Люди не поняли его выбора и порицали за это, называли его недоучкой и неудачником. Сам же Григорий сказал об этом следующее: «Хорошо в молодости приобщаться к светской науке и словесности, но изощряться в них до зрелого возраста смешно и вредно для души».
Период его подвига на Афоне был также сопряжен с обучением молитве и смирению у великих старцев святой горы, таких как Григорий Дрими и Григорий Синаит. От них он впервые услышал о практике умной и созерцательной молитвы. Это мистическое направление в христианстве называлось «Исихазм» (с древнегреческого «ἡσυχία» – «спокойствие, тишина, уединение»), оно не было чем-то новым, это было продолжение святоотеческого осмысления такого делания, как молитва. Через некоторое время уже обретший некоторый опыт в духовных делах, Григорий становится игуменом одного из монастырей на Афоне. Тогда же начинается его литературная деятельность. Он оставил после себя большое наследие, основу которого составляют проповеди и богословские труды.