蒙台校利不顾家人和社会舆论的反对，决心学医。她曾约见当 时罗马大学临床医学教授吉多 · 巴克西里 (Guido Baccelli)。他 们 进行了一次愉快的谈话。临走时她与教授握手告别，并坚定地说： “我知道我将成为一名医生。”1890年秋，蒙台棱利进入了罗马 大学医学院，成为意大利教育史上第一个学医的女生。她克服了种 种困难，勤奋学习，每年都获得奖学金。为了能自己解决完成学业 所需的费用，她还兼任家庭教师。与一些同学不同，在学习期间，她更感兴趣的是医学实践而不是医学学位。经过竞争，蒙台梭利得 到了在儿童医院当助手的职位，这使她在从医学院毕业之前就已获 得一些临床经验，特别是在幼儿疾病方面。另外，由于罗马大学环境的影响，她也开始考虑社会改革问题以及怎样对社会作出贡献。
当时，每一个毕业生毕业前都必须在大班作一次公开演讲。蒙台梭利的演讲十分出色，内容充实，再加上她本人的魅力，使演讲 获得了成功。被友人拖去听演讲的她的父亲也受到了人们的祝贺， 这使得他们父女之间原有的隔阂顿时消失。1896年春，蒙台校利 所写的一篇有关精神病例的毕业论文获得通过，她终于成为罗马大 学医学院的第一个女毕业生，成为意大利的第一位女医学博士。
从罗马大学医学院毕业后，蒙台梭利被罗马大学附属精神病诊 所聘为助理医生，同时还在妇女和儿童医院工作。当她看到不幸的 弱智儿童时，不仅深表同情，而且还利用业余时间从事智力缺陷儿 童的神经与心理疾病的研究。她开始阅读一切她能找到的有关精神 上有缺陷儿童的书籍。她阅读了美国精神病医生塞甘 (Edouard Seguin) 的《白痴的精神医疗、卫生及教育》和法国医学家伊塔 (Jean-Mare-Gaspard Itard) 的《关于野生儿阿维龙的报告和回忆 录》。这给蒙台梭利的思索指出了一个新的方向，并安排了她整个 一生工作的进程。她尝试在实际中应用这些原理。
当蒙台梭利的注意力第一次转向教育研究时，她在1897~ 1898学年又作为一个旁听生学习了教育学课程，并阅读了所有主 要的教育理论著作，包括夸美纽斯 (J.A.Comenius) 、 路 克(J.Locke) 、 卢校 (J.J.Rousseau) 、 裴斯秦路齐 (J.H.Pestalozzi)和福禄培尔 (F.W.A.Froebel) 的教育著作。她从中汲取了许多 思想，然后在教育实践中汇集成她自己的理论。
此外，在社会思想方面，对蒙台校利影响最大的是都灵大学犯 罪人类学教授塞赛路 · 隆布路索 (Cesaro Lombroso), 他认为通过 适宜的幼儿教育可以减少社会上的犯罪现象。同时，蒙台梭利与她的老师罗马大学人类学教授吉斯佩 · 塞吉 (Giuseppe Sergi) 也 保 持了密切的联系，注意研究儿童的习惯。