อุปสมบท เมื่อวันที่ ๕ พฤษภาคม พ.ศ. ๒๔๖๓ (อายุ ๒๒ ปี) ณ พัทธสีมาวัดวังหมู อำเภอเมืองอุตรดิตถ์ จังหวัดอุตรดิตถ์ โดยมี พระครูวิเชียรปัญญามหามุนี (เรือง ) เจ้าคณะจังหวัดอุตรดิตถ์ วัดท่าถนน จังหวัดอุตรดิตถ์ ในขณะนั้น เป็นพระอุปัชฌาย์ พระอาจารย์แส วัดวังหมู เป็นพระอนุสาวนาจารย์ ได้รับฉายาว่า “ฐิตวณฺโณ”

     ขณะเด็กชายทองดำ อายุ ๓ ขวบ บิดามารดาได้นำไปถวายเป็นบุตรบุญธรรมกับหลวงพ่อเงิน พุทธโชติ (วัดบางคลาน จังหวัดพิจิตร) หลวงพ่อเงินเห็นครั้งแรกได้เอ๋ยคำออกมา "ไอ้หนูเด็กน้อยคนนี้เป็นเทวดามาเกิด ใครเลี้ยงก็ไม่ได้ มาเป็นลูกของเราเถิดนะ" หลวงพ่อเงินเอาผ้าผืนลงปูรองรับเด็กน้อยคนนี้ ทำพิธีรับลูก จากนั้นเด็กคนนี้ได้รับการเลี้ยงดูอุปถัมภ์ สั่งสอน อบรม วิชาความรู้ และสรรพวิชาต่าง ๆ โดยได้พักอาศัยกับหลวงพ่อ เมื่อหลวงพ่อเงินเงินท่องบทสวดมนต์เด็กชายทองดำก็สามารถท่องได้จบเล่มในวันเดียว ชาวบ้านรู้ข่าวต่างแห่มาดูการใหญ่ว่าเด็กน้อยคนนี้มีหน้าตาอย่างไร กระทั่งโตขึ้นบิดามารดามารับเด็กชายทองดำไปเล่าเรียนศึกษากับพระอาจารย์โต (เจ้าอาวาสวัดท่าทอง ตำบลวังกะพี้ จังหวัดอุตรดิตถ์ในสมัยนั้น)

     หลวงปู่ได้มีความขยันเพียนตั้งใจศึกษาด้วยความวิริยะอุตสาหะภายในปีเดียวก็สอบได้นักธรรมตรี (พ.ศ. ๒๔๖๖) ด้วยเหตุแห่งการศึกษาทางพระธรรมวินัยในสมัยนั้นยังไม่เจริญพอการศึกษามีเพียงชั้นนักธรรมตรีเท่านั้น ฉะนั้นการศึกษาของท่านต้องหยุดชะงักลง