最有希望的讀書種子
陳三立不要求孩子應科考、求功名，在1902年陳寅恪13歲那年，就把他和哥哥陳衡恪送往日本求學。
魯迅也在同一年裡到達日本，并且和陳氏兄弟一同求學于日本東京弘文學院，關系頗為密切。但是，當魯迅成為文學大師後，陳寅恪卻緘口不向外人提及他們之間的友誼。
1905年，陳寅恪因患腳氣病，不得不回國療養。
在家調養一年以後，陳寅恪于1907年插班考入上海複旦公學。這是上海的一所新式學堂，相當于現在的高中。同班同學中有竺可桢和徐子明。
複旦公學期間，陳寅恪成績優異，掌握了英語、法語和德語，為留學歐美打下了堅實的語言基礎。畢業後，他帶着複旦公學的文憑——平生唯一的一張文憑，登上了去往德國的輪船。
1910年，陳寅恪考進柏林大學學習語言文學，一年後轉入瑞士蘇黎世大學。
辛亥革命爆發後，陳寅恪從報上看到了這個消息，立刻就去圖書館借閱了德文原版《資本論》——“因為要談革命，最要注意的還是馬克思和共産主義，這在歐洲是很明顯的。”陳寅恪成為“域内閱讀原文《資本論》的第一人”（不過這第一名卻有馬一浮在與他争）。
1913年，陳寅恪考入法國巴黎高等政治學校。在這裡，他系統地學習了西方政治經濟學，初步形成了從政經文各方面分析社會現象的思維方式，為日後在隋唐史研究領域的學術成就奠定了基礎。
在巴黎大學期間，陳寅恪偶然翻看國内報紙，看到有人提議袁世凱為終身總統，恰逢巴黎舉辦選花魁之會，便作詩諷喻：
歲歲名都韻事同，又驚啼喚東風。（啼gui，杜鵑鳥）
花王那用家天下，占盡殘春亦自雄。
一戰爆發後，歐洲一片混亂，陳寅恪不得不先行回國。
此時，處于秘密潛回雲南領導護國運動前夕的蔡锷，正在北京中央政府擔任經界局局長一職。由于早年受陳三立賞識，破格進入時務學堂學習，因此對陳三立感恩戴德，于是将留學歸來空閑在家的陳寅恪聘為自己的秘書，從事翻譯東西方圖書資料的工作。
工作後沒多久，陳寅恪就因看不慣官場的爾虞我詐而辭了職。這是他唯一一次與政治有過的接觸，此後再也沒有涉足官場或參加政治活動。
1915年秋，陳寅恪應江西省教育司副司長的邀請，做批閱江西省留德學生試卷的工作，為期三年。在此期間，他申請了江西省官費留學的名額。
1918年，陳寅恪再度出國，因為歐洲戰亂未平，而登上了前往美國的輪船。
進入哈佛大學後，陳寅恪師從蘭曼教授學習梵文和巴利文。當時一同跟随蘭曼教授學習的中國留學生還有俞大維和湯用彤等人。
除此之外，陳寅恪還研習中古文學和佛學，并常與美國新人文主義大師、哈佛大學比較文學系白璧德教授探讨佛理，深得賞識。