Martin Luther hết lòng hiến mình cho cuộc đời khổ hạnh tại tu viện, tận tụy với mọi việc lành hầu làm vui lòng Thiên Chúa và phục vụ người khác bằng cách cầu nguyện cho sự cứu rỗi linh hồn của họ. Luther thường xuyên kiêng ăn, tự hành xác, dành nhiều thì giờ để cầu nguyện cũng như đi hành hương và thường xuyên xưng tội. Nhưng nỗ lực càng nhiều Luther càng cảm thấy mình tội lỗi nhiều hơn.[14]

Sau khi trở về từ chuyến hành hương đến Rôma năm 1511, Luther càng chìm sâu trong tuyệt vọng. Ông cảm nhận sâu sắc về tội lỗi và tình trạng bất xứng của mình, nhưng cùng lúc thấy mù mịt vì không tìm ra lối thoát. Lòng sùng tín theo kiểu cách thời Trung Cổ trở thành nỗi niềm cay đắng cho Luther, ông bỏ lễ misa và ngưng đọc kinh. Ông căm giận Thiên Chúa và oán hận ngài.[15] Luther miêu tả giai đoạn này là tràn đầy sự thất vọng tâm linh. Ông nói, "Tôi không chịu đến với Chúa Kitô như là Cứu Chúa và Đấng An ủi, nhưng xem ngài như là cai tù và đao phủ của linh hồn tôi."[16]

Cha bề trên của Martin Luther, Johann von Staupitz, tin rằng chàng tu sĩ trẻ tuổi cần được giải thoát khỏi trạng thái trầm tư u uất, ra lệnh cho Martin tập chú vào nghiên cứu học thuật.

Năm 1507, ông được thụ phong linh mục. Năm 1508, ông bắt đầu học thần học tại Đại học Wittenberg.[17] Ông nhận bằng cử nhân về nghiên cứu Kinh Thánh năm 1508 và cử nhân tu từ học (môn học bắt buộc cho ngành thần học vào thời Trung Cổ) vào năm 1509.[18] Đại học Wittenberg cấp bằng tiến sĩ thần học cho ông năm 1512.[19] Ông cũng được phong chức giáo sư dạy về Kinh Thánh (Lectura in Biblia) và đã giữ ghế này suốt cuộc đời mình.