พระภัททิยะ มีพระราชศรัทธาเสด็จออกผนวชในพระพุทธศาสนาพร้อมกับเจ้าราชกุมารทั้ง 5 คือ เจ้าชายอนุรุทธะ, เจ้าชายอานันทะ, เจ้าชายภัคคุ, เจ้าชายกิมพิละ และเจ้าชายเทวทัตต์ และนายช่างกัลบกนามว่านายอุบาลีภูษามาลาอีก 1 ท่าน รวมเป็น 7 ณ อนุปิยอัมพวัน ในอนุปิยนิคม โดยการชักชวนของเจ้าชายอนุรุทธะ โดยในวันผนวชนั้น เจ้าชายทั้ง 6 ได้ตกลงกันให้นายอุบาลีผู้เป็นช่างภูษามาลาออกบวชก่อนตน เพื่อจะได้ทำความเคารพเป็นการลดทิฐิและมานะแห่งความเป็นเชื้อสายกาษัตริย์ของตนลง โดยทั้งหมดได้อุปสมบทด้วยวิธีเอหิภิกขุอุปสัมปทาโดยตรงจากพระพุทธเจ้า

เมื่อผนวชแล้ว ได้ทรงตั้งใจบำเพ็ญสมณธรรมจนบรรลุพระอรหันต์ จนเมื่อบรรลุแล้วพระองค์มักเปล่งอุทานว่า "สุขหนอ ๆ" อยู่เสมอ ๆ จนพระสงฆ์เข้าใจผิดว่าท่านคำนึงเสียดายราชสมบัติที่ทรงสละมา พระสงฆ์เหล่านั้นจึงไปกราบบังคมทูลความนั้นแด่พระพุทธเจ้า พระพุทธเจ้าจึงเรียกท่านมาสอบถาม ท่านกราบบังคมทูลพระพุทธเจ้าว่าที่ท่านชอบอุทานเช่นนั้นเป็นเพราะความสุขคือความสบายและปลอดภัยอันเกิดจากการสละราชสมบัติ เพราะเมื่อยังทรงครองราชสมบัตินั้น มีแต่ความหวาดระแวงอยู่ตลอดเวลา ต้องมีข้าราชบริพารและทหารรักษาพระองค์ล้อมรอบเพื่อถวายการอารักขา ทำให้เมื่อออกบวชแล้วจะอยู่ที่ไหนก็ไม่ต้องมานั่งมัวระแวงภัย อาศัยบิณฑบาตเลี้ยงชีพ มีใจดุจมฤคา คือคนผู้ไม่มีภาระท่องเที่ยวไป เมื่อกราบทูลเสร็จ พระพุทธองค์จึงตรัสชมเชยพระภัททิยเถรศากยะ

และด้วยความที่ท่านเกิดในตระกูลแห่งกษัตริย์ ดำรงพระราชสถานะเป็นพระมหากษัตริย์แห่งกรุงกบิลพัสดุ์ผู้เป็นประธานแห่งแคว้นสักกะ แต่มีใจพระราชศรัทธาออกผนวชเป็นภิกษุในพระพุทธศาสนา บำเพ็ญสมณธรรมจนบรรลุพระอรหันต์ พระพุทธเจ้าจึงยกย่องท่านว่าเป็นผู้เลิศด้าน ผู้เกิดในตระกูลสูง