จากนั้นจึงเสด็จไปที่แม่น้ำเนรัญชรา ในตำบลอุรุเวลาเสนานิคม (ปัจจุบันนี้สถานที่นี้เรียกว่า ดงคศิริ) เมื่อบำเพ็ญทุกรกิริยา โดยขบฟันด้วยฟัน กลั้นหายใจและอดอาหาร หลังจากทดลองมา 6 ปี ก็ยังไม่พบทางพ้นทุกข์ จึงทรงเลิกบำเพ็ญทุกรกิริยา หันมาบำรุงพระวรกายโดยปกติตามพระราชดำริว่า "เหมือนสายพิณควรจะขึงพอดีจึงจะได้เสียงที่ไพเราะ" ซึ่งพระอินทร์ได้เสด็จลงมาดีดพิณถวาย พิณสายหนึ่งขึงไว้ตึงเกินไป พอถูกดีดก็ขาดผึงออกจากกัน จึงพิจารณาเห็นทางสายกลางว่า เป็นหนทางที่จะนำไปสู่พระโพธิญาณได้
- ระหว่างที่ทรงบำเพ็ญทุกรกิริยา ปัญจวัคคีย์ (โกญฑัญญะ วัปปะ ภัททิยา มหานามะ อัสสชิ) มาคอยปรนนิบัติพระองค์โดยหวังว่าจะทรงบรรลุธรรมวิเศษ เมื่อพระองค์เลิกบำเพ็ญทุกรกิริยา ปัญจวัคคีย์จึงหมดศรัทธา พากันไปอยู่ที่ป่าอิสิปตนมฤคทายวัน เมืองพาราณสี (ต.สารนาถ)