日本でキリスト教徒以外にもベルナデットの名前が知られるようになったのは、ヘンリー・キング監督の映画『ベルナデットの歌』（1943）によってである。この映画は、ユダヤ系オーストリア人の作家、フランツ・ヴェルフェルがドイツ語で書いた作品を、アメリカの小説家、ルードヴィヒ・レヴィゾーンが英訳したものを原作としている。著名な作曲家と離婚したアルマ・マーラーとともに、ナチスの迫害を逃れて南仏を通過する際にルルドを訪れたヴェルフェルは、ベルナデットの生涯に感銘を受け、無事にアメリカに亡命できたら聖女の伝記を書こうと決意していた。映画は、1943年にアメリカで公開されたが、当時の日本は対米戦の最中であったので、若き日のジェニファー・ジョーンズ がベルナデット役を好演（アカデミー主演女優賞）した米国映画が『聖処女』という邦題で公開されたのは、戦後  のことであった。またヴェルフェルの原著の方も、映画公開の翌年、ロマン・ロラン やシュテファン・ツヴァイクとの交友で有名な独文学者・片山敏彦によって邦訳され、日本の読者に広く親しまれた。2012年（平成24年）12月、劇団「ミュージカル座」による『ルルドの奇跡』において、日本の演劇史上初めてベルナデットが採り上げられた。ベルナデット役は伊東恵里、ペラマール神父役は宝田明で、脚本と主題曲の作詞はハマナカトオルが担当した。
ルルドに住む石工のルイ・ブリエットは職場での事故で右目に外傷を受け失明し、仕事がうまくゆかなくなって困っていた。しかし、3月3日、祈りの言葉を唱えながら洞窟の泉水で目を洗うと突然右目が見えるようになった。以前失明を確認していたドズー医師は、喜び勇んでやって来たブリエットを落ち着かせた。そして、その言葉をにわかに信じられない医師は、「左目に眼帯をして、ブリエットから20歩離れて、手であらゆる動作をしてみたが、彼はそのすべてを完璧に見分けた。その後、今度はブリュエットに近づいて、私の手帳にあれこれ線を書いてみたが、これも難なく識別した」 た、ドズー自身が語っている。ルルドの町長アンセルム・ラカデは、ルルドが温泉町になればと考えて泉の水を分析させたが、化学的には単なる普通の水に過ぎなかった。
貧しい職工のジャン・ブオールには、一人息子であるジュスタンがいた。ジュスタンは、骨軟化症で生後2カ月経ってもゆりかごのなかで座ることもできなかった。3月2日午後、発熱性の消耗性疾患で食欲が減退し、もはや何も受け付けなくなった。赤子の衰弱はなはだしく、かかりつけ医のペリュ博士にももはや打つ手がなく、刻々と死が近づいていた。不自由な身体で一生を過ごすよりこの方が本人のために幸せだ、とジャンは悲嘆にくれる母親のクロワジーヌを慰めた。しかし、諦めきれないクロワジーヌは「この子はまだこと切れていない」とつぶやくと、赤子を前掛けに包み、マサビエルの洞窟を目指した。そして、「そんなことをしたら、子供を殺してしまうぞ」という周囲の人々の制止も聞かずに、子供を裸体のまま冷たい水につけた。15分間もつけたかと思うと、また大急ぎで家に戻って寝かしつけた。この様子の始終を、聖母の出現の際にベルナデットに立ち会ったドズー博士が見ていた。赤子は一言も発せず誰の目にも絶命したものと思われた。昏睡状態は翌朝まで続いたが、朝になると赤子は突如目を覚ましてさかんに乳を求めた。そして、3月4日には起き上がり室内を走り回るようになるまでに回復した。ドズー博士は同僚のヴェルジェス博士に意見を求めたが、どちらも突然の快癒の原因がつかめず、ペリュ医師も同様だった。11年後にアンリ・ラセールがブオール家を訪れると、病弱どころか、元気すぎて遊びに夢中で勉強しなくて困ると母親のクロワジーヌがこぼす、ジュスタン少年がそこにいた。
3月1日、ルルドから7キロばかりはなれたルバジャックの村にカトリーヌ・ラタピという女性が住んでいた。妊娠9カ月の身重であったが、自分にも理解できない心のうながしに従って、二人の子供の手を引いてルルドにやって来た。カトリーヌは、以前木から落ちて腕を脱臼し、長い間医者にかかったが治らず、右手の指が曲がったまま動かず感覚もなかった。しかし、泉の水に右手を浸すと、身体全体に快い感覚が広がり、手が柔らかくなったように思えた。それと同時に曲がっていた指は、突然もとのように動くようになった。彼女が感謝の祈りを唱えると陣痛が始まり、自分の村に戻ってもお産を手伝う人もいなかったが、痛みもなしに男の子が生まれた。男の子は、奇縁にちなんでジャン=バティスト（「洗礼者ヨハネ」の意）と名付けられ、後に司祭になった。
1959年、阪大大学院を中退したが、市村の推薦で、第2回フルブライト留学生として経済学の本場アメリカのミシガン大学大学院に留学。ダニエル・スーツから計量経済学を学び、さらに奨学金を得て研究を続けた。1960年、マサチューセッツ工科大学大学院で、ポール・サミュエルソン、ロバート・ソロー、ハーバード大学大学院ではケネス・アロー、チャリング・クープマンスらから経済学を学ぶ。しかし、研究を進めるに連れて、ヒックス、サミュエルソン、アローなどにより理論経済学の研究は完成されてしまったと考え、社会学と政治学の理論化を研究しようと決意する。そのためには、当時実証科学の条件を満たしていた心理学を学ぶことが社会学や政治学の理論化に有益であると考えた。翌1961年、再びハーバード大でバラス・スキナー博士から心理学（行動主義心理学）、タルコット・パーソンズ博士から社会学、ジョージ・ホーマンズ教授から社会心理学など学問の分野を超えて社会科学を学んだ。フルブライト留学生の限度が3年だったため、1962年、帰国。しかし、経済学から転向することを告げると市村から破門された。1963年、東京大学大学院法学政治学研究科に進学。丸山眞男が指導教官となり政治学を学ぶが、小室が心理学ばかり勉強しているので、丸山の弟子の京極純一に預けられた。その他にも、東大のゼミナールを渡り歩き、中根千枝から社会人類学を、篠原一から計量政治学を、川島武宜から法社会学をそれぞれ学ぶ。1965年には、高田保馬の『社会学概論』（岩波書店）の解説を書いた富永健一から社会学を学ぶ。富永の紹介で社会学の雑誌に立て続けに一連の論文を発表し、論文「構造機能分析と均衡分析」では行動主義心理学を社会学に応用したパーソンズの構造機能分析を日本で他に先駆けて発表した。