Subito dopo la laurea ottenne un internato presso il Johns Hopkins Hospital sotto la guida del professor William Osler. Durante il tirocinio le capacità di osservazione e la perseveranza della Sabin in laboratorio, catturarono l'attenzione di Franklin Paine Mall, direttore del Dipartimento di Anatomia, che di lì in poi divenne il suo mentore e la incoraggiò ad intraprendere due progetti che avrebbero cambiato il futuro della sua ricerca. Il suo primo progetto era quello di produrre un modello tridimensionale del tronco encefalico di un neonato che divenne il punto centrale attorno a cui ruota il libro da lei pubblicato nel 1901 "An Atlas of the Medulla and Midbrain". Il secondo progetto era volto a dimostrare che il sistema linfatico si formava da vasi sanguigni e non da altri tessuti.