Iliescu studerte ett år fluidmekanikk ved Det politekniske institutt i București og deretter (1950-1954) ved «Molotov»-instituttet for elkraftteknikk ved Universitetet i Moskva. Hans fremtidige kone, Elena «Nina» Șerbănescu, var også utvekslingsstudent i Moskva, og de giftet seg i 1951.