I studietiden i Berlin og Halle fant Eitrem frem til sine viktigste forskningsinteresser. I Berlin inspirerte Hermann Diels ham til studiet av antikk religionshistorie, i Halle Carl Robert til mytologiske studier. I sitt doktorarbeid beskjeftiget Eitrem seg med tvillingpar i gresk mytologi og trakk da inn både epigrafisk og arkeologisk material.