Sabin tok en medisinsk eksamen fra New York University i 1931 og utdannet seg innen indremedisin, patologi og kirurgi ved Bellevue-sykehuset i New York 1931–1933. I 1934 gjennomførte han forskning ved The Lister Institute for forebyggende medisin i England og flyttet så til Rockefeller-instittutet for medisinsk forskning (det senere Rockefeller University). På denne tid utviklet han en intensiv interesse for forskning, særskilt om infekdjonssydommer.