อุปสมบท เมื่อวันที่ ๗ มิถุนายน พ.ศ. ๒๔๙๑ ณ วัดศรีจันทร์ อำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น โดยมีพระเทพบัณฑิต (มหาอินทร์ ถิรเสวี สินโพธิ์ ป.ธ.๕) เมื่อครั้งดำรงสมณศักดิ์ที่พระพิศาลสารคุณ วัดศรีจันทร์ เป็นพระอุปัชฌาย์ พระครูคัมภีรนิเทศเป็นพระกรรมวาจาจารย์ และพระมหาสุพจน์ อุตฺตโม เป็นพระอนุสาวนาจารย์

     ภายหลังการบวช ท่านได้เดินทางมาศึกษาวิปัสสนากรรมฐานกับหลวงปู่คำดี ปภาโส ณ วัดป่าชัยวัน โดยหลวงปู่คำดีเป็นอาจารย์กัมมัฏฐาน คอยสอนให้ทำภาวนา นั่งสมาธิกัมมัฏฐาน เน้นเรื่องสติ สมาธิ และปัญญา ระยะเวลาผ่านไปนานพอสมควร ท่านได้ช่วยครูบาอาจารย์แบ่งเบาภาระในการสอนคนที่จะมาบวช ด้วยการสอนขานนาค เป็นต้น ครั้นถึงช่วงออกพรรษา ได้เป็นหัวหน้าออกเดินธุดงค์เข้าป่าเป็นกิจวัตรและได้ช่วยหลวงปู่คำดีสร้างวัดถ้ำผาปู่ จวบจนหลวงปู่คำดีมรณภาพ

     ครั้งหนึ่งท่านได้มีโอกาสพบหลวงปู่มั่น ภูริทัตโต บูรพาจารย์สายพระป่า และได้รับโอวาทอันทรงคุณค่าอย่างหาที่เปรียบมิได้จากหลวงปู่มั่น “ให้เร่งทำความเพียร มิให้ประมาท ชีวิตนี้อยู่ได้ไม่นานก็ต้องตาย” หลวงปู่ท่อน ยังได้มีโอกาสไปกราบเยี่ยมครูบาอาจารย์หลายท่าน อาทิ หลวงปู่ชอบ ฐานสโม, หลวงปู่หลุย จันทสาโร, หลวงปู่เทสก์ เทสรังสี, หลวงพ่อมหาปิ่น ชลิโต เป็นต้น