1835年の1月、ビューヒナーは参考人として裁判所に呼び出される。身の危険を感じたビューヒナーは、亡命を決意、亡命資金を得るために戯曲『ダントンの死』を5週間で書き上げ、フランクフルトの書店を経由して作家カール・グツコーに送る。グツコーはビューヒナーの才能を認め出版を約束、稿料を送ったがこれは亡命には間に合わず、ビューヒナーは独自に資金繰りをした上で2月にストラスブールに亡命した。ビューヒナーはストラスブールの酒店に下宿し、婚約者のイェーグレ家や、彼と同じくドイツからの亡命者であったヴィルヘルム・シュルツ（de:Friedrich Wilhelm Schulz）夫妻と親しく付き合いながら自然科学の研究に没頭した。上述のグツコーとも手紙のやり取りを続け、1835年の夏には生活費稼ぎの仕事として、グッコーから斡旋されてヴィクトル・ユゴーの『ルクレチア・ボルジア』『マリア・チューダー』の2作の翻訳を行なっている。またグッコーからは彼が創刊する予定だった新雑誌『ドイツ評論』への寄稿を依頼されたが、研究の時間を惜しんで定期的な寄稿は断っている（『ドイツ評論』は発禁命令を受けたため結局刊行されなかった）。1836年の初めころ小説『レンツ』執筆。春ごろに喜劇『レオンスとレーナ』を執筆しコッタ出版（de:Cotta’sche Verlagsbuchhandlung）の懸賞に応募したが、期限切れのため返却されている。また夏ごろに戯曲『ヴォイツェック』を創作。この年の4月から5月にかけて、ストラスブール博物館協会において自然科学研究の成果を「ニゴイの神経系に関する覚書」として講演、好評を得て準会員に推され、講演内容を論文として学会誌に掲載する。さらにビューヒナーはこの論文をチューリヒ大学哲学部に送り、9月に博士号を取得、同大学から招聘されて10月にスイスに向かった。11月に試験講演「頭蓋神経について」を行なう。好評を得てチューリヒ大学講師の職を得、ただちに「動物解剖学実習」の講義を開始する。1837年2月、チフスを発症。シュルツ夫妻からの看護を受けていたが、婚約者ヴィルヘルミーナが駆けつけた2日後の2月19日に死去した。23歳4ヶ月であった。遺骸は当初チューリヒ市外のツェルトベルクの墓地に埋葬されたが、チューリヒの市区改正で墓地が取り払われたため翌年7月にゲルマニア丘に移された。この際に墓碑にゲオルク・ヘルヴェークによる挽歌が刻まれた。
ギムナジウムを卒業したビューヒナーは、半年ほど父の元で医学研究の準備をした後、1831年にフランス領ストラスブールに留学、父の意向に従ってストラスブール大学の医学部に籍を置いた。ドイツとの境に位置する地理的特徴から、当時のストラスブールはドイツとフランスの革命運動・思想の合流点となっており、ビューヒナーは前年に起こった7月革命の余波のなかで先進的な政治思想を吸収した。大学でも神学部生のサークル「オイゲニア」に準会員として参加し政治に関する意見を戦わせるなどしている。1832年にフランクフルト蜂起がドイツで起こった際には、暴動の経緯ドイツにおける市民革命の可能性の低さを嘆じる手紙を家族に送っており、翌年には当時勢力のあったサン＝シモン派の思想への批判を書き付けている。下宿先は母方の親戚から紹介されたプロテスタントの牧師の家であったが、ビューヒナーはここで牧師の一人娘ヴィルヘルミーネ・イェーグレ（愛称ミンナー）と恋仲になり、後に密かに婚約、故郷に戻った後に両親に打ち明け正式に婚約者となっている。勉学の傍らで、ビューヒナーは近くのヴォゲーゼンの山々を歩き自然を満喫した。このときの体験が、後に『レンツ』などにも描かれるビューヒナーの自然観にも影響を与えている。
神学者の経営する私塾で予備教育を受けた後、ビュヒーナーは1825年にダルムシュタットのギムナジウムに入学する。ここでビューヒナーはラテン語、ギリシャ語、イタリア語、ドイツ語、宗教学、歴史学、考古学などの分野で優れた成績を残したが、数学は苦手分野であった。ギムナジウムでは、ビューヒナーは親しい友人たち（その中には後に地下運動に関わるミニゲローデがいた）からなるグループで政治談議を行い、またシェイクスピアの輪読会を開くなどしている。ビューヒナーはこの時期に文学作品を濫読しており、シェイクスピア、ゲーテ、ホメロス、アイスキュロス、ソフォクレスを好んだほか、ジャン・パウルやヘルダー、ロマン派の作家や当時のフランス文学も評価していた。この時期に特にビューヒナーが感銘を受けていたのはゲーテの『ファウスト』であり、一方シラーについては、尊敬しながらもその修辞的な文章を批判していた。ビューヒナーのギムナジウム時代の作文として「自殺についての一論文への批判」、小カトーの自死を弁護する「ウティカのカトー論」、三十年戦争での戦死者をテーマにした「四百人のプフォルツハイム人の壮烈な戦死」の3編がまとまった形で残っており、名誉の死を称えるこれらの文章にはフィヒテ『ドイツ国民に告ぐ』からの強い影響が窺える。
投影性同一視のひとつの例は、警察に迫害されているという妄想を発展させている妄想型統合失調症者のそれである。すなわち警察に怯える彼は警察官の周囲でコソコソまた不安気に行動し始めるが、それによって警官の嫌疑が増大し、彼を捕まえる理由が何かないかと探し始めることになる。もっとも頻繁に投影されるのは、投影する人物が受け入れることができない(すなわち「私は間違った行動をしてしまった」や「私は～に対して性的感情を持っている」)ところの自身に関する、我慢出来ない、苦痛に満ちた、また危険な考えや信念である。あるいはそれは、同様に投影者には知ることが難しいような価値や評価のある考えかもしれない。投影性同一視は ごく早期のまたは原初的な心理作用であると見られていて、より原初的な防衛機制のひとつであると理解されている。けれども同様に、共感や洞察のようなより成熟した心理作用の基盤であるとも考えられている。その著書「精神分析的診断」において、ナンシー・マックウィリアムズは、投影性同一視は投影(自らの感情や思考や動機を他人になすりつける)と摂取(他人の感情や動機や思考を取り込む)の要素を合成していると指摘している。投影性同一視は、ある意味、投影現実を作り出すことによって自己の投影を有効化している。この防衛の利点とはこういう事である。投影される経験を他者の内に惹起することによって、人は投影内容が自己の経験の一部であるという現実をより回避できるのだ。例えば、セラピストに対して受け入れがたい性的感情を持つ精神療法患者は非常に誘惑的な態度で振舞うかもしれない。一旦セラピストが魅了され始めると、魅力に背くセラピスト側のあらゆる振る舞いは、患者がセラピストの感情や態度に焦点を絞るための手助けになるだろう。これは患者が彼あるいは彼女自身の性的衝動に注意を向けることを防ぎ止め、従ってそれらを自覚の外に追い出すであろう。似たような防衛機能は、一方のパートナーが他方の投影された相貌を携えていて、「投影性同一視を通し関係の中で感情労働の分業が存在していた」環境のように、日常のコミュニケーションで見られるかもしれない。その成り行きは「投影性同一視はしばしば傷ついたカップルの主要な苦悩である。各々は、相手の最も理想的な、恐ろしい、また原初的な相貌を双方の狂気を駆り立てるようなやり方で演ずる」となる。