同年12月26日，傅斯年晃动着小山包一样庞大肥硕的身躯，先到北京大学与师友告别，然后动身去上海，再乘轮船赴大英帝国，开始了为期数年的留学生涯。
就在傅斯年动身之前，蔡元培在学界呼吁和社会舆论的支持声中再度重返北大任职，师生二人得以于风暴中心的古老京城相会。蔡专门题写了“山平水远苍茫外，地辟天开指顾中”的对联赠与傅斯年，寄望于这位北大出身的青年才俊渡洋后学有所成，将来折腾出一番开天辟地，震惊寰宇的大事业、大事功。傅斯年深受鼓舞，以同样的雄心壮志期许于未来。在与北京大学《新潮》同仁告别演说时，傅流露了自己对政治现状与政治运动的态度，说道：“中国的政治，不特现在是糟糕的，就是将来，我也以为是更糟糕的”，并进一步断言：“在中国是断不能以政治改政治的，而对于政治关心，有时不免是极无效果，极笨的事。”因而，傅斯年表示从此时起，下定决心要潜心学术，不再关心政治，不再过问政治。他坦城而直白地奉劝《新潮》社同仁：
（1）切实的求学；（2）毕业后再到国外读书去；（3）非到三十岁不在社会服务。中国越混沌，我们越要有力学的耐心。我只承（认）大的方面有人类，小的方面有‘我’，是真实的。‘我’和人类中间的一切阶级，若家族、地方、国家等等，都是偶像。我们要为人类的缘故，培养成一个‘真我’”[24]
到达英国后，傅斯年先入伦敦大学跟随史培曼（Spearman）教授攻读实验心理学，后兼及生理和数学、化学、统计学、矿物学等等学科。1923年9月，由英国至德国，入柏林大学哲学院跟随近代德国史学之父、语言考证学派的一代宗师朗克（Leopold von Ranke）弟子攻读比较语言学与史学。[25]傅氏之所以中途由英赴德，一个重要缘由，是因为中国的俞大维与陈寅恪两位天才人物在此就读。
傅斯年与陈寅恪相识，是他在北大读书时，经同窗好友、陈寅恪的弟弟陈登恪介绍的，具体时间已不可考，大约在1915年春夏之季，离著名的五四运动爆发还有4年。当此之时，20岁的傅斯年正在北大预科就读。尽管傅氏胆识俱在，国学功底深厚，在北大校园的小圈子里牛气冲天，不把同学与一般教授放在眼里，走路总是鼻孔朝天，与同学说话大多扭着脖子哼哼唧唧做不屑一顾状，但名声仅限于北大校园。而26岁的陈寅恪已在日本、德国、瑞士、法国等地游学数载，肚里装载了不少东洋与西洋的墨水。二人在这样一种背景下相见，可以想象，傅斯年对陈寅恪的学问与见识当是深表钦佩的。许多年后，当在英国的傅斯年听说陈寅恪与他的姑表弟俞大维正在柏林大学研究院就读时，心中大为惊喜，立即有了转学的打算。当时德国的近代物理学为世界瞩目，如爱因斯坦的相对论，勃朗克的量子力学，都是轰动一时的学说。而社会科学中的语言文字比较考据学，则是柏林大学传统的、久负盛名的学科。出于对陈寅恪为人为学和道德力量的敬仰，以及对柏林大学良好的学术环境、氛围与显赫声名的尊崇，傅斯年卷起铺盖，身背一捆英文、德文、中文等各种文字的书籍，外加一把打掉嘴儿的中国陶制茶壶，离开学习了近三年的伦敦大学，进入德国柏林大学研究院，与俞、陈二人在一个屋檐下携手并行，共同度过了四年时光。
傅斯年转学前后，柏林大学除陈寅恪、俞大维等几人外，原在北大的同学罗家伦、毛子水、何思源等也陆续从欧美各地转到此处求学，同时还有金岳霖、姚从吾、段锡朋、周炳琳、宗白华、曾慕韩、徐志摩等会聚在柏林街头巷舍，形成了一个颇为壮观的中国留学生部落。这个群体凭借自己的天才加机遇，经过数载寒窗苦读，无论是内功还是外力，皆成为出类拔萃的一代人杰，回国后大多成为中国近现代学术史上耀眼的人物，所释放的能量，对中国近现代学术产生了巨大而深远的影响。
据毛子水回忆，自己刚转到德国柏林大学攻读，傅斯年就跑来对他说：“在柏林有两位中国留学生是我国最有希望的读书种子，一是陈寅恪，一是俞大维。”[26]毛子水听罢，对傅氏这位昔日北大同窗的话不以为然，但自从与陈、俞二人接触并暗中过了几招后，很快就相信且从心坎里佩服二人超拔脱群的天才与渊博的学识。而陈寅恪和俞大维对傅斯年所显露的才气、霸气与超人的识见，同样敬佩有加。俞大维在哈佛大学读书时学的是哲学，成绩名列前茅。来柏林后，研读的兴趣与方向由数理逻辑渐渐转入文史，并打算以此为终生事业。当他和傅斯年结成朋友后，自感力不能敌，遂对毛子水慨然叹道：“搞文史的人当中出了个傅胖子，我们便永远没有出头之日了！”[27]转而弃哲学与文史，潜心研习数理专业，终成著名的数理和弹道专家。
柏林求学时代的陈、俞、傅三人，其才学与交情颇有点像三国时代刘、关、张桃园结义的味道，只是当年刘、关、张具有封建时代的君臣思想与腐朽气息，而陈、俞、傅则是真正现代意义上的同学加挚友关系。后来陈寅恪的妹妹陈新午嫁给俞大维，则是陈寅恪促成。而俞大维的妹妹俞大綵嫁给傅斯年，同样得益于俞、傅二人在柏林大学结下的深厚友谊。三人离开柏林许多年后的1970年，在台北的国民党前“国防部长”俞大维，对自己的经历及与陈家的关系曾说过这样几句话：“本人与寅恪先生，在美国哈佛大学、德国柏林大学连续同学七年。寅恪先生的母亲是本人唯一嫡亲的姑母；寅恪先生的胞妹是我的内人。他的父亲陈三立（散原）先生是晚清有名的诗人；他的祖父陈宝箴（右铭）先生是戊戌湖南维新时期的巡抚。右铭先生有才气，有文名，在江西修水佐其父办团练时，即为曾国藩先生所器重，数次邀请加入他的幕府，并送右铭先生一副对联，以表仰慕。上联寅恪先生不复记忆，下联为：‘半杯旨酒待君温’，其推重右铭先生如此。曾文正公又有与陈右铭（宝箴）太守论文书，此文收入王先谦的《续古文辞类纂》中。本人的母亲是文正公的孙女，本人的伯父俞明震（恪士）先生、舅父曾广钧（重伯）先生（均是前清翰林），与三位先生皆是好友。本人与寅恪先生可说是两代姻亲，三代世交，七年的同学。”[28]
