同班同学翁俊明加入同盟会，并于学校成立了同盟会台湾通讯处，由孙文指派为通讯员，杜聪明、蒋渭水等皆加入中华革命党，1913年因为对中华民国大总统袁世凯的行为感到不满，曾和同班同学翁俊明远赴北京，欲将霍乱病原投入水源刺杀袁世凯，然而并未成功。1914年（大正3年）以医学校第一名毕业。在医学校校长堀内次雄帮助下，于1915年负笈日本，考进京都帝国大学医学部，原本堀内次雄还想为他争取公费，可是杜聪明不愿受到契约束缚，就放弃公费的机会，决定自费。他在京都大学研究药理学、内科学。1922年（大正11年）升任医学专门