1919年9月初，13岁的乌兰夫和堂兄云润以较高的分数考入当时归绥地区蒙古族的最高学府——土默特高等小学校。这所学校坐落于归绥城南的文庙街，人们称它是“南高”，也就是现土默特学校的前身。和他同班的同学有多松年、奎璧、佛鼎、赵诚等人。入校不久，他又结识了在绥中读书的李裕智、吉雅泰、孟纯等人。

　　刚开学时，乌兰夫还不太适应这个环境，但学校老师广博的知识渐渐地引起了乌兰夫的学习兴趣，他常想，有多少蒙古族孩子上不了学，自己能进这样的学堂是多么不容易呀。一想到这些，他就更加用功埋头苦学。

　　每到星期天，在土默特高等小学校读书的王公贵族的子弟们，就三五成群地逛大街，下馆子、喝酒、赌钱，而乌兰夫则把自己关在宿舍里复习功课。看书累了，就用冷水浇浇头，或是到院子里扔几下篮球，然后继续学习。

　　由于乌兰夫学习刻苦，进步很快。每次考试成绩都十分优秀，尤其数学成绩更是名列前茅。教数学的王老师十分喜欢他，课下有意给他留一些难题，让他课外练习，并经常个别辅导他，开开“小灶”。

　　归绥是一座富有革命传统的城市，这里的蒙古族同胞备受反动统治者的压迫和剥削。在近代史上，历次革命运动，这里的蒙古族都热烈响应，始终把本民族的命运与整个中华民族的命运联系在一起。“南高”虽然是一所高等小学，但那时的学生，大多数年龄偏大，有的已经成家为人父母了。从这里毕业的学生，不少人都到北京蒙藏学校继续学习了。在北京爱国学生运动的影响下，“南高”的学生运动也如火如荼地开展起来。

　　1919年，“五四”运动爆发后，很多在北京读书的蒙古族学生纷纷返回归绥城，从事宣传、发动工作，把“五四”运动的热潮引向归绥，归绥各校的学生率先响应，走上街头投入到这场反帝、反封建、反军阀的爱国运动中。

　　在进步同学的影响下，乌兰夫通过阅读从北京秘密传到归绥的《新青年》、《向导》等刊物，逐步接受了“五四”运动的新思想、新文化、新潮流，明白了只有跟反动军阀、帝国主义作斗争，才能拯救危难的民族。在进步思想的影响下，乌兰夫很快就成为学生运动的积极分子。

　　天津商人沈文炳，利用日资在归绥开办电话局和电灯公司，妄图垄断归绥地区的电业开发，排挤正在兴起的民族工业，引起进步学生的反对。一天，归绥学联负责人李裕智找到乌兰夫，让他联络“南高”学生参加斗争。乌兰夫把多松年、奎壁等同学召集在一起，布置了行动计划。次日，归绥学生们浩浩荡荡走上街头，高呼口号：“反对日本帝国主义的经济侵略!”“中国人要自己办电厂!”“废除卖国的二十一条!”。接着，同学们冲进沈文炳的电话局，把里面的设备全部砸得粉碎。随后，学生队伍又赶到沈文炳正在筹建的电厂工地，乌兰夫和几位同学从工地上找来锯子，把电线杆全部锯倒。许多群众看到学生们的爱国热情如此高涨，也纷纷加入了学生队伍。沈文炳眼睁睁地看着从日本人那里要来的资金瞬间化为乌有，却又束手无策，急得直跺脚，灰溜溜地躲到包头去了。

　　1923年5月8日，学生们来到归绥中学的大操场，孟纯在大会上揭露了“盛记”商行老板反对抵制日货、坚持出售日货的恶劣行为。听罢孟纯的讲话，同学们个个义愤填膺，怒吼道：“不准卖日货!”“砸了盛记!”“烧了它的日货!”，愤怒的学生直奔“盛记”商行。

　　在“盛记”商行，乌兰夫指着店老板和堆满日货的货架说：“你用这么多的日货榨取中国人的血汗，把中国的工厂都挤垮了，你还是中国人吗?”商行的老板气急败坏地叫嚷道：“我是买卖人，我就知道赚钱，我就是要贩卖日本货，你们想咋?”

　　同学们看到店老板顽固至极，毫无悔改之意，愤怒地喊着：“砸了盛记!”同学们冲进店里，将货架上的日货砸得稀烂，又将后院仓库里的日货浇上汽油，全部烧掉。顿时，“盛记” 商行的院子里浓烟滚滚，弥漫了整条大南街。店老板看着他满货架的日货全部化为灰烬，就蹲在地上抱着脑袋干嚎起来。

　　在这两次声势浩大的反帝爱国斗争中，人们看到年纪不大但个头蛮高的乌兰夫，要么高举旗帜走在队伍的最前头，要么就出现在队伍中间，带领大家喊口号，在捣毁电话局、砸“盛记” 商行的过程中，乌兰夫那勇敢、坚定的精神，深深影响和带动着同学们。

　　1923年夏，乌兰夫以优异的成绩毕业。在“南高”苦读的四年里，他不仅打下了比较扎实的文化基础，同时也经受了斗争的洗礼，为他将来成为一个坚定的无产阶级革命家奠定了基础。乌兰夫后来在回忆录中这样写道：我在“南高”求学4年，学到了很多宝贵的文化知识。原来我打算读完“南高”之后，当个算术老师，在蒙古民族中普及文化知识，使他们摆脱愚昧落后状态，为蒙古民族的振兴贡献一份力量。可是“五四”时期的新文化、新思想和声势浩大的爱国学生运动，使我觉醒，使我受到了锻炼，把我和我同代一些青年引向争取中华民族解放的伟大征程。