Dopo aver aiutato la famiglia per quattro anni nella drogheria, fu mandato dal padre a Londra per un praticantato come speziale. Nella capitale inglese, però, oltre a seguire l'apprendistato, Langdon Down iniziò ad avvicinarsi alla medicina. Si mise alla prova con una serie di testi di esami d'ammissione alla facoltà di medicina degli anni precedenti, intuendo che le sue conoscenze non erano sufficienti per intraprendere quel percorso di studi. Per questo, in accordo con la famiglia, decise di indirizzarsi verso gli studi di farmacia. Nonostante i posti limitati, solamente 31 per 3000 candidati, Langdon Down superò la selezione e cominciò a frequentare le lezioni lo stesso anno del suo trasferimento nel 1846, riuscendo a superare brillantemente i primi esami di chimica organica e fisica. Nel 1847 fu però costretto a tornare nella sua città natale a causa delle condizioni di salute del padre e di una nuova legge entrata in vigore: ogni farmacia (e quindi anche quella gestita dalla famiglia) avrebbe dovuto avere fra il personale almeno una persona iscritta o laureata ai corsi di farmacia o medicina. Proprio in quel periodo sviluppò un nuovo rimedio contro i disturbi intestinali che divenne un prodotto di punta della farmacia, e l'anno successivo ritornò a Londra per dare gli esami finali. Dopo averli superati, iniziò un nuovo praticantato presso lo studio del suo professore di chimica, Teophilus Redwood. Nel laboratorio però si ammalò gravemente, forse per l'inalazione di vapori tossici, e fu costretto a fare ritorno a Torpoint. Si diagnosticò la tubercolosi e si costrinse a un ricovero forzato nella cittadina, dove per tutto il tempo aiutò i fratelli nella gestione della drogheria.