I 1952 fikk O'Toole et studiestipend ved og der studerte han med blant annet Alan Bates, Albert Finney og Bryan Pringle. Sitt første engasjement fikk han ved Bristols Old Vic Theatre, der hans talent snart ble lagt merke til. Allerede i en alder av 23 år fikk han hovedrollen i en oppsetning av .