小巴斯德16歲那年，父親毅然決定送他到巴黎求學。當然，當時湊足這筆路費和學費對巴斯德全家是不容易的，父親的工資收入非常微薄，母親又沒有固定工作，多年積攢下來的錢也不多，可是為了孩子的前途，還是湊齊這筆錢。當父親帶著巴斯德乘馬車進入巴黎城的時候，小巴斯德的眼睛簡直不夠用了，高聳的樓房，寬闊的馬路，市區內熙熙攘攘的人流，川流不息的車輛，真讓他眼花繚亂，目不暇接。
馬車在巴黎師範大學校門前停住，巴斯德高興地跳下了馬車，他告別了父親，對他來講，新的生活就要開始。可求學生活並不像他想象的那麼順利。白天的學習生活是緊張而有序的，他和同學們一起聽課，做實驗。從大學的課堂上，他學到了許多新的知識，使他大開眼界。可每當夜幕降臨，一種孤獨感、思鄉情便油然而生。的確，對於這位從汝拉省來的鄉村孩子來說，巴黎城太大了，他經受不住這種喧鬧，也忍受不住這種遠離父母親人的孤獨，巴斯德患了嚴重的思鄉病。他時常神情恍惚，半夜驚醒。巴斯德當時的情況在今天遠離家鄉的新生中也是常見的，這是一種心理障礙。父親得知這種情況後，專程到巴黎探望他，望著孩子憔悴的麵容，老巴斯德心酸了。巴斯德哭著對父親說：“假使我能聞一下製革廠的臭味，我想我的病就可以治愈了。”是啊，他太愛他的雙親，太想他的家和家鄉了。他覺得他已經好幾年沒看到父親的麵孔，其實，此時他來巴黎才剛剛一個月。
老巴斯德十分理解兒子的心情，他絲毫沒有埋怨孩子，而是將孩子接回了尤拉小鎮。回到了家鄉，重新回到了父母身邊，巴斯德的心情豁然開朗，思鄉病也不治而愈了。
後來巴斯德又轉入了離家鄉隻有30裏路程的愛波斯大學就讀，在這裏學習他感到非常滿意，他不僅可以學到各種知識，而且可以經常看到他的雙親。這一點對當時的巴斯德來說太重要了。
幾年以後，巴斯德從愛波斯大學畢業了。他離開了柏桑爽，再一次踏上了去巴黎師範大學求學的路程。此時的巴斯德與幾年前相比已成熟多了，這次他暗暗下了決心，一定要做一名真正的男子漢。
他在巴黎師範大學緊張的學習生活開始了，白天聽教授講課，做各種實驗，晚上在燈下苦讀，常常熬到深夜才休息。他對化學產生了濃厚的興趣，在教授的指導下，他開始研究多種酒石酸鹽和葡萄酸鹽結晶體的結構。經過反複試驗，在世界上第一次將一個不旋光物質析解成兩個旋光組分，並指出左右旋酒石酸之間不可疊合的鏡影關係，從而推動了對有機化學旋光性的研究。以後的化學家們正是在巴斯德的影響下才建立了立體化學體係。為此，他還獲得了1856年法國皇家科學院榮譽勳章。當然，這是後話，年輕的巴斯德已開始了他真正的學者生涯，他在巴黎師範大學獲得了物理化學博士學位。