Sabeti ha in seguito studiato biologia presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT), dove era membro della squadra di tennis varsity e presidente di classe, laureandosi nel 1997 con una specializzazione in Biologia e una "perfetta media del 5.0". Al MIT, ha iniziato la sua carriera di ricercatrice nel laboratorio di David Bartel e ha anche lavorato nel laboratorio di Eric Lander, creato il Freshman Leadership Program e ha lavorato come assistente di insegnamento. È stata poi una Rhodes Scholar all'Università di Oxford, ha completato il suo dottorato in genetica evolutiva nel 2002 e si è laureata con lode come dottore in Medicina alla Harvard Medical School nel 2006, diventando la terza donna a ricevere questo onore da quando la scuola aveva iniziato ad accettare le studentesse. Le borse di studio Paul & Daisy Soros per i nuovi americani hanno sostenuto i suoi studi universitari. Inizialmente, Sabeti aveva pianificato di entrare nel campo della medicina e diventare un medico; tuttavia, ha deciso di proseguire la ricerca dopo aver completato la scuola di medicina e aver scoperto di preferire la ricerca alla medicina.