Etter et kort opphold i København studerte han filosofi og teologi på egen hånd, inntil han igjen kunne reise til København i 1740. Her ble han i to år, før han fikk kongelig stipend og reiste til Halle i Tyskland. Der studerte han i to år, samtidig med at han var hovmester hos adelsmannen von Stahl. I 1744 ble han, sammen med von Stahl, tatt opp i en nyopprettet frimurerlosje. Gunnerus' lærer, legen og naturforskeren Johann Gottlob Krüger, var også medlem.