Etter råd fra Lagrange studerte Cauchy dernest klassiske språk, noe som skulle forberede ham på en videre matematikkutdannelse. Fra 1802 gikk han to år på École centrale du Panthéon, hvor han spesielt utmerket seg i latin. Deretter bestemte han seg for å begynne på en ingeniørkarriere, og tok matematikkundervisning fra 1804 som skulle forberede ham på opptaksprøven på École polytechnique. I 1805 ble han nest best på opptaksprøven som ble gjennomført av den franske matematikeren og fysikeren Jean-Baptiste Biot. École polytechnique skulle utdanne ingeniører for Frankrikes offentlige tjeneste og studentene måtte bestemme seg for en spesiell retning. Cauchy valgte gate- og brobygging. Utdannelsen la vekt på matematikk. Blant lærerne fantes kjente navn som Lacroix, de Prony, Hachette og Ampère. Etter to år var Augustin-Louis duks og fikk lov til å fortsette utdannelsen ved École nationale des ponts et chaussées. Også her var han blant de beste, og under praksistiden fikk han lov til å arbeide på Ourcq-kanalen under Pierre Girards ledelse. I Paris var studentene alt annet enn upolitiske. Mens de fleste var revolusjonært eller liberalt innstilt, gikk Cauchy inn i kongregasjonen, som var den verdslige grenen til jesuittene. Han forble medlem helt til organisasjonen ble forbudt i 1828. Etter to pliktår som student, forlot han universitetet i januar 1810 som «aspirant-ingénieur».