Tross motstand fra familien ønsket hun å utdanne seg og tok ett år på folkehøyskolen Askov højskole i Danmark, hvor hun fikk en god lærer, Poul la Cour, som vekket hennes interesse for fysikk og matematikk. Eva von Bahr ble innskrevet ved Uppsala universitet i 1901. I 1907 avla hun sin lisensiateksamen og i 1908 disputerte hun for doktorgraden på en avhandling om infrarøde strålers absorpsjon i gasser. Hun fikk en utmerket bedømmelse, ble tildelt et dosentstipendium og ble dermed den første kvinnen i Sverige som ble utnevnt til dosent i fysikk.