Nel 1930 si iscrisse al corso di laurea in Medicina e Chirurgia presso l'Università degli Studi di Torino (benché amasse molto la fisica), e già dal secondo anno, grazie ai brillanti risultati ottenuti, fu ammesso come interno all'Istituto di Anatomia diretto dal Prof. Giuseppe Levi, personalità in vista nell'ambito medico e biologico. Qui, dove si occupava prevalentemente di biologia, ebbe modo di conoscere Salvador Luria e Rita Levi-Montalcini, che divenne un'ottima compagna di lavoro e con la quale instaurò una profonda amicizia che coltivò anche in seguito. Gli anni trascorsi all'Istituto furono segnati dal continuo intervento del regime fascista nella vita pubblica e privata, e lo stesso Levi, dichiarato oppositore del sistema vigente, fu sul punto di abbandonare la cattedra di anatomia pur di non prestare giuramento al regime.