На путу за Париз Папаниколау је након посете Океонографском институту у Монаку, добио понуду, коју је он прихватио, да на овом институту ради годину дана као физиолог. Након смрти његове мајке Папаниколау се враћа у Грчку где се оженио "Andromache Mavroyeni" званом Марија, ћерком високо рангираног војног официра. За време Балканског рата 1912 — 1913, служио је као потпоручник у санитетској служби грчке војске.