1912年，李方桂隨母親二度進(jìn)京讀書，其原因是“在那個大寨是不可能接受多少教育的，對孩子的成長不利。”李的父親則不愿離開隱居之所，獨自一人繼續(xù)在家鄉(xiāng)生活。1918年，李方桂于北京師范學(xué)院附中（即今北師大附中）和他的兩個要好的同學(xué)一起考入清華學(xué)堂，其中一位叫張鈺哲的同學(xué)后來成為20世紀(jì)中國最有影響的天文學(xué)家。

1924年，李方桂渡海來到了美國安阿波爾的執(zhí)密安大學(xué)攻讀語言學(xué)和哲學(xué)。兩年后的1926年，當(dāng)他拿到了語言學(xué)學(xué)士學(xué)位，并自我感覺不會“迷路”的時候，進(jìn)入芝加哥大學(xué)繼續(xù)攻讀語言學(xué)。當(dāng)時，芝加哥大學(xué)是美國在語言學(xué)研究方面最優(yōu)秀的學(xué)校之一。自此，李方桂在美國最重要的語言學(xué)家愛德華•薩丕爾（Ednard Sapir,1884—1939）、倫納德•布龍菲德爾(Leonard Bloomfield,1887—1949),和達(dá)爾寧•勃克(Carl Darling Buck)等三位教授的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行語言學(xué)訓(xùn)練，并從薩丕爾教授那里學(xué)到了語音學(xué)、田野調(diào)查方法以及美洲印第安語；從布龍菲爾德教授學(xué)習(xí)了日耳曼語言學(xué)和文本分析方法。在很長一段時間，李方桂都是布龍菲爾德惟一的學(xué)生，后來李氏在很多場合自稱是這位世界級語言學(xué)大師的得意門生。在達(dá)爾寧•勃克教授的指導(dǎo)下，李方桂又系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了印歐語言學(xué)，特別是希臘語和拉丁語。正是得意于三位大師的精誠指導(dǎo)，極具天賦的李方桂才成就了未來在語言學(xué)事業(yè)的輝煌功業(yè)。

1929年，勃克教授為李方桂爭取到了哈佛的獎學(xué)金，李氏赴哈佛學(xué)習(xí)了6個月的梵語后，返回芝加哥大學(xué)進(jìn)行論文答辯并拿到了博士學(xué)位。當(dāng)時，李方桂的導(dǎo)師薩丕爾教授曾征求這位弟子的意見：“你已經(jīng)獲得了博士學(xué)位，且做過許多印第安語的研究工作，你以后準(zhǔn)備干些啥？”

李方桂斬釘截鐵地回答：“我想回中國。”

薩丕爾教授聽罷，會心地點點頭，說：“那好吧，我將弄一筆錢資助你回中國，如果你發(fā)現(xiàn)中國不合適你，你依然可以依靠這筆錢支付路費返回美國。”[3]于是，薩丕爾教授很快通過龐大的人脈關(guān)系和自己在美國學(xué)術(shù)界的影響，從洛克菲勒基金會為李方桂弄到了一筆基金，負(fù)責(zé)支付回國的全部旅費，并每月發(fā)給300美元的薪金，而這筆薪金是國內(nèi)任何教授都無法企及的。李方桂懷著驚喜接受了這筆慷慨的資助。