I 1902 begynte Aall som gymnaslærer, men reiste snart til Tyskland, og tok tysk doktorgrad i Halle 1903 med «Zur Frage der Hemmung bei der Auffassung gleicher Reize». Samme år ble han dosent i Halle. I 1908 ble han utnevnt til professor i filosofi i Kristiania med filosofisk propeudetikk og eksperimentell psykologi som spesialitet, og forble i professoratet inntil han tok avskjed i 1937.