1949年10月，新中国建立后，施复亮被任命为国家劳动部副部长。
1949年初，施光南随父母离开上海，进了北京，住在交道口后圆恩寺。
当时，他的姐姐在杭州工作，哥哥在重庆工作。
这年的9月，施光南先到北京先农坛的华业育才学校续读小学。
1949年10月19日中央人民政府任命施复亮为劳动部副部长
一天，他听说北京电影制片厂要拍“三毛”的电影，很兴奋，因为他特别喜欢漫画家张乐平画的《三毛流浪记》。“三毛”的故事，迷住了他，他很想扮演三毛，所以他跑到电影制片厂，毛遂自荐，请求扮演“三毛”的角色。这事未能如愿，他很遗憾，回到家，又找出《三毛流浪记》看了一遍，以此消除心中的不快。
他的爸妈工作很忙，早出晚归。小光南放学回家后，做完作业，就干自己感兴趣的事情。不仅喜欢看各种书，而且模仿着写故事，还为故事配插图。他是学校美术小组中的活跃分子，他画的石膏像写生，得到同学们的赞赏。他喜欢唱歌编歌，还是小学童声合唱团的成员，经常参加演出，甚至还到电台去演唱过。
他在家属院子里组织了一个“小剧团”，自己编写“剧本”，给小朋友们分配各种角色，在自己家里的客厅里“正式演出”……
在各项爱好中，他对音乐的爱好最为强烈。
1950年2月18日施光南与父亲在天安门城楼
刚到北京不久，就赶上了全国首届民间音乐舞蹈大汇演，中华各民族的民歌、民曲、民调和地方戏曲等使施光南仿佛来到了遍布珠贝的海滩，目不暇接，不知捡什么好。那阵子，施光南成了民歌迷，他一会儿唱一段河北梆子，一会儿哼一段“四季调”，有时还唱起了京韵大鼓等。旁人听了都说：“韵和味都挺像回事的。”
1951年，施光南在小学毕业后，考上了北京圆明园旧址上的北京师范大学附中二部(后改为北京第101中学)读初中。这所中学虽然历史不长，却相当有名，它是当年从解放区迁来的，学生主要是军烈属和干部子女。
这所学校因为刚建不久，好多设施都不齐全。他入学时，学校只有南楼(教室)、北楼(宿舍)和图书馆三个建筑。师生们在课余时间，还要开展建校劳动。
他的同学回忆说：施光南是班上年龄最小的一个。他身材矮小，戴着一副近视眼镜，可干起活来他毫不示弱。在修操场跑道时，他握着一把比他还高的铁锨，干得满脸通红，汗流浃背;在修游泳池的工地上，他忙个不停，弄得全身都是泥浆，就连眼镜上都沾上了泥点。抬土、运砖、拔草、挖沟、修路、种树等等他都干过。在短短的几年里，他们修好了学校的少年湖、大操场和游泳池，后来还开辟了一块农业试验园地，种树、种粮。有一段时间，他还和伍绍祖、马勇轮流帮助学校门房的张师傅值班，为全校上晚自习打铃。
在这期间，施光南根据劳动建校的感受，自己作词谱曲了一首《劳动小唱》：
一筐又一筐，
一锹又一锹，
铲平小土坡来把土坑填。
同学齐努力，
学校变成大花园…… 1953年的国庆节使他终身难忘，就是在这一天，他的爸妈带着他到天安门城楼观礼。
他见到了毛主席，毛主席不仅和他的爸妈握手，也和他握了手，他感到无比的激动和幸福。
回到家后，他立即写了一首小诗：“时刻看看这只手，想想做得够不够?领袖的温暖记在心，永远跟党向前走!”
对文学艺术强烈的爱好一直伴随着施光南成长的岁月。他喜欢音乐、文学和绘画，他为父亲画的素描像模像样。
1953年10月1日施光南在天安门城楼见到毛主席并握手后写的诗，最后一行是他母亲的补记(残缺)
施光南上中学时给父亲画的素描
施光南父亲是位老戏迷，家里收藏了各种戏曲和曲艺的唱片，还有一台旧式的手摇唱机。施光南上中学时，有一段时间，父子俩同在家中养病，当父亲想听戏时，就要光南摇唱机，父子俩一边听一边哼唱。有时，父亲还教他唱几句，或是纠正他唱错的地方。因此，光南对戏曲也越来越感兴趣，他竟能背唱程砚秋、高庆奎等著名演员的大段唱腔，并逐渐能够品出其中的精妙之处。
施光南聪颖好学，谦虚礼让，知识面广，同学们都很佩服他。
他们学校每周放一次电影，施光南看完一遍竟能把电影里的主题歌完整地记录下来，后来他居然把一个唱片中的交响乐分乐器、分声部地记下谱来。
有一次，班里组织同学去看一部苏联电影《沙夫科夫》，这部电影是讲一位苏联的民族英雄历尽千辛万苦到东方去寻找幸福鸟。这部影片的前面有李姆斯基·科萨科夫写的一首歌，歌比较长，大概有七八十个小节，放了几分钟，施光南就被这首歌所吸引，默默地一句一句地记在脑海里。
同学们也都觉得这首歌好听，可大部分同学都没想到把它记下来;有的同学虽然想把它记下来，可是身上没带纸笔，再说，就是带了纸笔，电影院里黑漆漆的，也没法看得见写字，留下的只能是遗憾。
施光南看了一眼坐在自己身边的同学杨广平，见他好像听不大懂的样子。
电影放完后，施光南有点狡黠地问杨广平：“音乐好听吗?”
面对这个音乐才子，杨广平只能说：“好听。”
“能唱得出来吗?”
杨广平语塞。
“他唱不出来，难道你能唱出来吗?”另一个同学说。
施光南慢慢地哼出了那段优美的旋律。
同学们都很惊讶。
“要是你能把谱子写出来就好了。”杨广平说。
“我可以试试。”
第二天，施光南主动找到杨广平，递给他一张写着满满数字的纸，从1到7，还有许多他不认识的符号。
施光南说：“昨天电影里的主题曲是李姆斯基瘙簚科萨科夫的《还乡曲》，我记下了大部分，你唱唱看。”
这对从未上过音乐课的杨广平来说，有点难堪，他回了一句：“记不住!”
其他同学都围了过来，见是昨天看过的电影里的歌曲谱子，都觉得施光南真是神了，居然能把这么难的曲子还原出来，于是都很佩服他。
2015年4月，杨广平在《光南印象》一文中写道：
这段小插曲“像刀刻一样印在我的脑海里。没过两天，教室墙报上有幅新出的漫画：一个身着101中学校队背心，头发杂乱无章的运动员头顶上有两只麻雀在对话：一只说：‘哎，这是咱们的家吗?怎么在动呀?’另一只回答：‘不是咱家，是一个懒小子的脑袋，只长草，不长记性。’当时，我虽然很生气，但过了几个月，我终于会唱简谱了，后来还学会了看五线谱。是光南让我走进了美妙的音乐世界。”
施光南在班上非常文静，又擅长音乐，所以同学们给他起了一个外号“小姑娘”。不过，他看起来像个小姑娘，但很有主见，也很固执，喜欢与人争辩。
他的好学、知识面广、认理儿，在同学中是出了名的。
施光南与伍绍祖是好朋友。从1949年在育才读小学到在101中学高中毕业，他们都在一起。伍绍祖在《怀念施光南》一文中，回忆了他们的交往和有趣的事情：
在整个中学的六年，我们两个人的私交是非常好的。我非常佩服他的才华。他常给我讲一些我这个从农村来的孩子从来没听过的故事。比如他说中国的文字有谐音，过去有一位文人在湖上荡舟时写了一副对联：“两舟并行，橹速不如帆快;八音齐奏，笛清难比箫和”，就把眼前的情景与历史上的几个人物——鲁肃、樊哙、狄青、萧何联系起来了。又如，一个高班同学教我讲一种“瞎子话”，就是把一个字音的声母与韵母分开，用一定的规则把声母与另外一个韵母拼，再用另外一个声母与原来的韵母拼，这样一个音就变成两个音，如“你”声母是“n”，韵母是“i”，读“捏己(nieji)”，别人就听不懂了。我想把这种话教给他，但他说，你看小说《镜花缘》，其中讲到一个书生到了女儿国，那里的姑娘非常有才华，他却像一个大傻瓜，姑娘们问他的问题都答不上来，姑娘们就自嘲说“吴郡大老倚闾满盈”，这就是中国字的切音。所有中国字的音都可以把一个音分成两个，只要有时用一个“零声母”，而中国字发音，韵母是没有声母结尾的。古代的字典对字就是这样注音的，姑娘们说的是“问道于盲”。这才使我对“瞎子话”恍然大悟，后来我用这个方法设计了一种“双拼方案”。这种方法后来又有很多人研究，并形成了电子计算机一种文字输入方式。
在初三时，施光南更加执迷于音乐。这一年，他被吸收进班级的钢琴组，与伍绍祖等同学一起学习钢琴;他把吕剧《王定保借当》改编为京剧，并设计了全套唱腔。他还把这出戏的改编本寄给了中国京剧院著名编剧范钧宏先生。范先生给他回了信，给予鼓励;他对我国各民族歌曲、京剧、地方戏特别感兴趣，一边看，一边学，一边唱，不仅把自己喜欢的记在本子上，有时还配上戏剧人物的速写;他还常常把报刊上的诗和歌词抄下了，谱上曲子。
他画的戏剧人物速写无论神态，还是动作，都惟妙惟肖。如果没有一定的绘画功底是做不到的。
施光南在笔记本里画的戏剧人物
施光南在笔记本里为歌曲配的图画
他为歌曲配的图画也是神态活现，从图下的编号看，他画的这类速写还是数量较多的。寥寥数笔，就画出了那个时代的风貌和特点。
由于施光南痴迷于作曲，经常在上课时也作曲，结果耽误了听课。再加上他与同学交流不够，有时又爱和同学争论，因此受到一些同学的非议。
有的同学说他只知道作曲，不好好听课;
有的说他骄傲自大，看不起别人;
还有的甚至说他不问政治，一心只想成名成家……
施光南听到这些议论和非议，很委屈，也很纳闷。心想，自己在政治上从未放松过自己，一直要求进步，多次写申请书要求入团，可是每次支部讨论他入团的问题时，同学们都有不少意见。难道爱好音乐错了吗?
施光南把自己的苦恼告诉了团小组长伍绍祖，他说：“我是喜欢音乐，有时上课是没有好好听。可我在你们的帮助下，我的学习成绩并不差呀。”
“你爱好音乐，会作曲，这是件好事，是你的特长。可以后，你也要多和同学们交流、谈心，上课时也尽量专心些。课余时间你尽管搞你的音乐，我支持你。”伍绍祖诚心诚意地开导他。
“你说得对，我会按你说的做。我爱好音乐是不会变的，我想各人的理想和追求都不一样。有的人用劳动为祖国服务，有的人用知识为祖国服务，我的志向是用歌声为祖国服务。”
“你这个志向很好!”伍绍祖最先理解了施光南，他召集自己团小组的团员们说：“谁知道施光南今后就不能成为中国的贝多芬呢?我们应该帮助他实现自己的理想。”
团小组的同学们也理解了施光南，还为他开了一场“音乐会”，伍绍祖弹琴，施光南唱歌。
团员同学们的理解，给了施光南莫大的支持和信心。
初中毕业后，施光南执意要考音乐学院附中，而父母却希望他按部就班学完高中课程。没办法，他只好去101中学读高中，只能在业余时间继续做自己的音乐梦。上课时，认真听，认真做作业，各门功课成绩优秀。下课后，就抄歌、听歌、唱歌、写歌。随身带的小本子，几乎就是“新歌集”。班上要搞文艺活动时，大家都来借他的小本子。
这些歌从光南的小本子上先传到本班的同学中，很快又传到其他班的学生中，居然就渐渐地唱开了。
在高一时，学校要举行文艺会演，要求各个班级出节目参加比赛。可就在这时，施光南他们的班主任、物理老师葛孚僧胃穿孔住院，班上同学去医院看望老师，每人送了一个鸡蛋，并在蛋壳上面写上祝愿的话。
班主任病了，不能组织大家参赛，老师和同学们都很着急，不知如何是好。
这时，施光南站出来说：“同学们，我来带大家演个节目怎么样?”
“你带大家演，你行吗?”有的同学心存疑虑。
“现在又没有其他的办法，我支持施光南!”有的同学赞成。
“你说说怎么演?演什么?”
“这个由我负责，我来创作一个节目，明天告诉大家。”施光南好像胸有成竹。
大家都等着施光南第二天拿出节目来。
施光南用了一个晚上，把同学送鸡蛋看望葛老师的事写了一个表演唱《五十一个鸡蛋五十一颗心》。接着，他又组织排练。
他对参加演出的同学说：“这个节目演的是我们刚刚做的真事情，大家要演唱出师生间真诚的情谊。”
“行，我们保证能演出真感情!”同学们很有信心。
他们班就拿这个表演唱参加比赛，演出效果很好，还获得了一等奖，老师和同学们都很高兴。
由于施光南各方面的表现比较突出，这一年，他被接受为共青团员。
入团后，施光南学习功课和音乐的热情更高。
他与伍绍祖和文娱委员马勇把《皇帝的新装》《渔夫和金鱼的故事》等改编成小短剧。
中苏友好以后，俄罗斯歌曲在中国流行开来了。在北京郊外101中学的校园里，只要月亮一挂上树梢，到处都能听到有人哼唱《莫斯科郊外的晚上》。这时，施光南开始给报刊上的苏联短诗谱曲。于是，他的小本子里“诞生”了不少谁也没听说过的“俄罗斯作曲家”，还有一些其他民族的歌曲。
有一天，正在上课时，他对同桌的同学轻声说：“突然有一首歌的旋律就像泉水般喷出来了，我要抓住它。”
“现在上课呢。”
“上课不用怕，现在没听，课后可以问老师，问同学。可是这创作灵感要是不立即记下来，课后就抓不到了。”
“是什么歌?”
“写好了再告诉你。”说完，他就记起旋律来。
第二天，他就把这首歌写出来了，它就是《懒惰的杜尼亚》。
这年盛夏的一天傍晚，施光南在阅报栏浏览当天的新闻，看到了一条激动人心的好消息：北京市少年歌咏比赛获奖节目，将由中央人民广播电台少年合唱团在人民剧场汇报演出。忽然，他眼前一亮，在演出的节目单上，居然有一首《懒惰的杜尼亚》，再看作曲者，正是那位除了他施光南再无别人认识的“阿查都历亚”。无比激动的音乐少年施光南，转身就向城里赶去，他要去看这场演出。
他急忙赶到剧场门口。可这场演出并不公开售票。
施光南为没有入场券而焦急万分。
人们熙熙攘攘地入场，施光南硬着头皮问入场的人有没有多余的票。
被问到的人都说没有。
他在剧场门前徘徊着，等待着退票的人。
他真想大喊：“谁有多余的票子!”但是，他又不好意思喊出来。
眼看就要开演了，满头大汗的施光南还在剧场门前转来转去。
这时有一位等人的中学教师看到了他，走过来问他为什么还不进去，是不是也在等人。
施光南像是见到了救星，连忙把实情告诉这位老师：“我写的歌得了奖，就要在今天的晚会上演唱。”
“你写的什么歌?还得奖了。”这位老师高兴地问。
“是《懒惰的杜尼亚》。我很想进去听，却没有票，进不去。”
这位老师为学生的歌曲获奖并被公开演唱而高兴：“我给你一张票。”说着就拿了一张票给施光南。
施光南如获至宝，高兴地连声道谢，迫不及待地进入剧场，找到座位坐下。
听完几支歌曲后，一位女报幕员又上台了，她用银铃般的嗓音报出：“请听下一个节目，女声独唱爱沙尼亚民歌《懒惰的杜尼亚》，词曲作者阿查都历亚。”
这不正是自己写的歌吗?光南立即兴奋起来，眼睛紧紧地盯着台上。当一位穿着绿背带裙的小姑娘从幕后走到台前唱起那支歌的时候，光南忘了自己在哪里，好像和歌一道飞了起来……
后来，施光南回忆说：“那是我公开发布的第一个作品，我终于得到社会的承认。后来的好些日子，我一直处于忘乎所以的幸福状态中……”
1955年8月与哥哥姐姐在青岛合影
还是这一年的夏天，施光南的父亲到青岛高干疗养院疗养，施光南趁放暑假，和哥哥、姐姐一起随父亲去了青岛。
在疗养区俱乐部，舞厅乐池中竖着一排排乐谱架，好奇的施光南情不自禁地翻看着这些乐谱。他忽然看到有一首是他创作的《圆舞曲》，他高兴地喊道：“哥、姐!你们看，这上面有我写的圆舞曲。”
“是你写的?”哥哥有点不相信。
哥哥看了后说：“这署的不是你的名字呀，怎么说是你写的?”
“这名字是我胡编的。不信，你们看曲谱，我不看，我把曲谱哼唱出来，你们看对不对。”说着他就哼唱起来。
“不错!全唱对了，我相信了。弟弟，你真不简单。”姐姐笑着夸他。
“今天晚上，我们来看跳舞好不好?我是想看看专业乐队演奏我的圆舞曲。”光南十分兴奋。
“好，我们都来。”姐姐说。
施光南希望夜幕早一点降下来。
当天晚上7点，他就和哥、姐来到了舞厅，悄悄地坐在舞厅不被人注意的角落里，看着大人们随着舞曲跳舞。当乐队开始演奏他创作的《圆舞曲》时，他陶醉了……自己的作品居然能够跻身“世界名曲”之列，并被专业的乐队公开演奏，他的心好像也在翩翩起舞……
哥哥、姐姐也为他高兴。
对于施光南来说，这个暑假是愉快的，是令他兴奋而难忘的。
由于施光南作曲已经小有名气，学校委派他主编油印音乐刊物《圆明园之声》。同学们都很喜欢这本歌刊，因为它不仅刊载当时的流行歌曲，还刊载一些在公开出版的歌曲集里找不到的“中外歌曲新作品”，如：
《翻身之歌》(哈萨克族民歌)，巴哈尔、李斌丞译词，孙兰记谱。
《西北风》(维吾尔族民歌)，哈克拉曲。
《孤独的手风琴》(苏联歌曲)，伊萨柯夫斯基词，聂尔洛夫斯基曲。
《草原的鸭》(摩尔达维亚民歌)，阿查多力亚曲。
还有署名“伊凡诺夫”“阿查都历亚”“扎西旺堆”“方跃”和“阿热布森”等的中外新歌曲，其实，其中大部分歌曲的真正作者都是施光南。
施光南为什么要张冠李戴，不用自己的名字呢?他自有想法：首先，自己是一个性格内向的人，不喜张扬。第二，这样做很好玩，同学们以为是外国歌曲，学唱的兴趣更大，这也使他感受到某种心灵上的快乐。第三，自己当时还是个无名小辈，如果署上自己的名字，即使有好的歌曲，也会被有些人轻视。只有这样，才能得到公允的评价和传唱。事实正是如此，他的不少得意之作不仅被当成外国名曲被许多大中学生四处传唱，而且，《懒惰的杜尼亚》还在北京市少年歌咏比赛上获奖，并在中央人民广播电台组织的音乐晚会上演唱;他创作的《圆舞曲》流行到了青岛，也可能流行到更远更多的地方。这时他想，署不署自己的名字无关紧要，只要自己创作的歌曲能被社会承认，能被传唱，就是最大的成功和满足。
1956年施光南与伍绍祖合影
随着年龄的增长，施光南学习音乐的欲望越来越强。他一边学习高中课程，一边进行音乐的学习和创作。
1957年，在上高三的时候，伍绍祖等同学提议：“光南写了三百多首歌，可惜知道的人太少，我们给他出本书吧。”
这个提议得到了同学们的支持，大家凑了几十元钱，再加上光南自己省吃俭用剩下的零花钱，到海淀一家誊印社刻印了施光南编的《中外民歌选》。歌集中共有34首歌曲，除少数几首署名施光南作曲外，绝大多数署的都是他各式各样的化名。油印时有几本用的是当时比较高级的道林纸，他专门送了伍绍祖一本，上面写着：“见此如见人，久久莫相忘!赠给绍祖。光南1957年7月7日。”
施光南编选的《中外民歌选》封面
这件事使他终身难忘。几十年后，当出版社争着要给他出作品集的时候，他不无感慨地说：“我的第一本作品集是团小组出的。”
自己创作的歌曲和圆舞曲的传唱和流行，更加坚定了施光南学习音乐的决心。在高中毕业前夕，他做出了一个重大的决定：直接报考音乐学院。
