此时的徐光启如获至宝一样，盛情邀请郭居静到故乡松江府传教，上海松江府成了古代接受外来文化的前沿阵地，徐光启也成了那个时代睁眼看世界的第一人（比后来的林则徐，魏源等人要早二百余年）。

自从认识了郭居静这个传教士后，徐光启可谓是运气爆棚，迎来了属于他自己的春天。在他35岁时，他再一次参加江南省乡试，并一举高中解元（乡试第一名）。这样他有了去京城考试的机会，也给他遇见另一个人提供了机会。那个人就是著名传教士，也是出现在历史课本中的大人物——利玛窦。正是在利玛窦的帮助下，徐光启才有了在数学、天文、军事等方面的成就。利玛窦似乎更能带给徐光启好运气，就在两人见面三年之后，徐光启参加由礼部主持的会试，之后又参加了殿试，并高中进士。这一年，他已经42岁了，从此开启了他的仕途之路。至此他才完成了旧时的入仕三部曲（院试、乡试、会试），确切的说应该是四部曲（院试、乡试、会试、殿试），从此走上了人生“巅峰”。

徐光启考中进士之后被选为翰林院庶吉士，在翰林馆写了一些《拟上安边御敌疏》《处置宗禄边饷议》等切实可行的方案，这一系列方案无不体现了他忧国忧民的思虑及渊博的治国安邦之谋，比那些只知空谈、玩弄文字游戏的人不知要强上几百倍。

万历三十五年（1607年）散馆，徐光启被授为翰林院检讨（从七品，研究员），不久丧父，回乡丁忧。