Nel 1921 ebbe la fortuna di poter studiare sotto l'insegnamento del grande microbiologo Edouard Chatton, il quale ebbe una grande influenza su Lwoff. In seguito ottenne due importanti titoli accademici, M.D. nel 1927 e nel 1932 il Ph.D. Sempre nel 1932, grazie alla Rockefeller Foundation riuscì a passare un anno nel laboratorio di Otto Meyerhof nella città di Heidelberg, dove studiò l'ematina. 