Dopo aver terminato il suo corso di laurea, Cooley entra alla University of Texas Medical Branch a Galveston. Nel febbraio del 1946 il suo programma di formazione viene interrotto da una chiamata al servizio attivo, presso il Brooke Army Medical Center di San Antonio, dove ricopre il ruolo di capo dei servizi chirurgici. Aveva venticinque anni, e anche se non aveva mai rimosso una cistifellea, era già un cardiochirurgo in maturazione. La sfida di andare in chirurgia generale con poca esperienza pratica non lo preoccupava. Un medico al servizio, in genere, considera il suo incarico un periodo di inattività forzata, Cooley invece vede in questi due anni un motivo di crescita professionale e chiede al Dr. Blalock un aiuto per ottenere un incarico che gli consenta di continuare la sua attività di chirurgo.