道光十三年（1833年）春，左宗棠来到北京参加癸巳科会试，在三场考试中的三篇四书文、一首五言八韵诗、五篇五经文、五道策问文虽被考官评为：“首警透，次、三妥畅，诗谐备”，“气机清适，诗稳”，但最后还是名落孙山了。出闱后，左宗棠积所见闻，写成《燕台杂感》诗八首，用“报国空惭书剑在”、“谁将儒术策治安”等诗句，抒发了忧国忧民的情感。在归家途中，他对沿路各地的“时务”作了考察，谓：“春榜既放，点检南归，睹时务之艰棘，莫如荒政及盐、漕、河诸务。将求其书与其掌故讲明而切究之，求副国家养士之意。”

左宗棠这次赴京赶考，虽然名落孙山，却有幸结识了同乡士子胡林翼。

胡林翼（1812—1861），字贶（kuàng）生，号润之，湖南益阳人。左宗棠与胡林翼既是同乡又是同年所生，而且二人的父亲还是岳麓书院的同窗好友。不仅如此，左宗棠与胡林翼二人还先后受教于贺熙龄，算是同出一个师门，深受经世致用思潮的影响，胡林翼也喜欢探究山川地理、关隘要塞与兵政枢机。因此，两人在北京第一次会面时，即一见如故，相得甚欢，常常彻夜畅谈古今大政，论各朝各代的得失、原始要终，并引为知己。胡林翼曾在1831年亲自参加益阳赈灾，对富者为富不仁、从政者贪污腐败的社会现实印象深刻，对小民流离失所、贫弱无助的景象痛心疾首，因此，他的目光常放在内政上；而左宗棠则比较熟悉边疆舆地，对于列强环视中国更加关心。他们畅言无忌，兴奋时，常常纵言阔步，豪情万丈。从此以后，两人的关系愈来愈密切。

道光十四年（1834年），左宗棠借用周夫人家的一间小屋，另立门户，与妻妹夫张声玠（jiè）仅隔一院。由于二人同试礼部，又一同落第归来，因此常常一起切磋学问，评论文字，相处十分融洽。

道光十五年（1835年），左宗棠再度北上应试。这次会试，他被初步选取为第十五名，但临揭榜时，考官发现湖南多中一名，竟取消了他的进士资格，仅给他一个“誊录”的官职。左宗棠不甘心做一名为史馆注籍的誊录，毅然南返湘潭，在周夫人的协助下，潜心于地理学的研究，并“以图为之本，以诸史为之证”。

这一时期，左宗棠开始致力于舆地之学，并计划先作皇舆图（清代统一的地图），这个庞大的计划不仅需要构思周密，而且工程浩繁。为此，他付出了很多时间和精力，也得到了妻子周诒端的大力协助。每作一图，则让周夫人帮助影绘，用了一年多的时间才完成。