1820 թվականին Օստրոգրադսկին հանձնեց թեկնածուական քննությունները, սակայն դիպլոմի փոխարեն նրան տվեցին «ուսանողական ավարտավկայական», քանի որ չէր հաճախել աստվածաբանության դասախոսություններին։ Դա սակայն չփոխեց Օստրոգրադսկու՝ գիտնական դառնալու մտադրությունը, և 1822 թվականին նա մեկնում է Փարիզ, որն այն ժամանակ Եվրոպայի ճանաչված մաթեմատիկական կենտրոնն էր։ Սորբոննում և այլ ուսումնական հաստատություններում շարունակում է ուսումնասիրել մաթեմատիկա։ Սկսում է հաճախել Ֆուրեի, Ամպերի, Պուասոնի, Կոշիի և այլ ականավոր մաթեմատիկոսների դասախոսություններին։ Նա սկսեց աշխատել Լապլասի մոտ, որպես անձնական սպասավոր։ Մեկ անգամ Օստրոգրադսկին գրատախտակի վրա տեսավ, թե ինչպես Լապլասը չի կարողացել ստանալ ինչ-որ խնդրի լուծում։ Երբ Լապլասը վերադարձավ տուն, գրատախտակին տեսավ այդ խնդրի լրիվ լուծումը։ Էլ ավելի եղավ Լապլասի զարմանքը, երբ նա իմացավ, որ խնդիրը լուծել է Օստրոգրադսկին։ Այդպես սկսվեց նրանց բարեկամությունը։ 1823 թվականին հրավիրվեց Հենրիխ IV-ի մոտ, որպես պրոֆեսոր։