Aos 16 anos, Francesco deixou sua casa e ingressou na Ordem dos Frades Menores Capuchinhos, no Convento de Morcone. Em 22 de janeiro de 1903 recebeu o hábito franciscano e passou a chamar-se Frei Pio.

O noviciado foi um período de intensa transformação espiritual. A vida capuchinha era austera: longas horas de oração, estudo, silêncio, penitência e trabalho manual. Tudo isso ajudou a formar o caráter daquele jovem que desejava pertencer inteiramente a Cristo.

Mesmo enfrentando graves problemas de saúde, Frei Pio jamais pensou em abandonar sua vocação. Pelo contrário, via suas enfermidades como uma oportunidade de unir seus sofrimentos aos de Jesus.

Durante esses anos começaram também as primeiras manifestações místicas mais intensas. Visões de Cristo, da Virgem Maria e do Anjo da Guarda fortaleceram ainda mais sua certeza de que Deus o havia escolhido para uma missão extraordinária.