政府要求他返回满洲国科学院做为博士学位交换条件，并要求马廷英入日本籍，为马廷英拒绝。指导教师矢部长克博士将论文送往德国柏林大学，于1934年获博士学位，日本政府也立即授予东北帝国大学的博士学位，所以马廷英拥有德、日两国博士学位。，马廷英是第4位得到日本帝国大学理学博士的汉人，也是地质学专业的第1位。在日本期间，马廷英专攻古今珊瑚礁生长率变化以及有关的古气候、古生态、古地理、古大地构造问题，在日本学士院会报发表过多篇学术论文，用现代珊瑚证明珊瑚的年成长率理论。他的博士论文研究古生代珊瑚的内部构造发现其年成