Dopo aver studiato al "Collège Chaptal", si diplomò presso l’"Institut National Agronomique" di Parigi, trovò inizialmente lavoro a Roma presso la Società delle Nazioni dove si occupò di agricoltura. Durante una tipica giornata di sole romana, mentre era seduto nei giardini del Palatino, per revisionare alcuni lavori su delle nuove tecniche agricole, che avrebbe dovuto poi applicare in Indocina in un suo successivo viaggio, lesse per caso un lavoro del biologo russo Sergei Winogradsky, sulla lotta tra batteri, nel terreno. In questo lavoro, il biologo russo, affrontava il problema pedologico, applicando la teoria della selezione naturale del biologo inglese Charles Darwin, ai batteri. Fu come una folgorazione per R. Dubos, infatti prese la decisione di studiare microbiologia. La fortuna lo assistette, poiché durante una vacanza negli Stati Uniti paese che aveva sempre voluto visitare, incontrò casualmente sulla nave il grande biologo russo Selman Abraham Waksman, vincitore del premio nobel per l'identificazione della streptomicina, di ritorno da un congresso in Europa, il quale seppe da R. Dubos l'intenzione di laurearsi in Biologia specializzandosi in Microbiologia, immediatamente gli offrì una borsa di studio. Tre anni dopo, non tornando più in Francia, si laureò presso la "Rutgers University" nel 1927. La sua dissertazione di laurea trattava le modalità secondo le quali differenti organismi del suolo viventi in diversi ambienti decompongono la cellulosa. Le sue osservazioni relative all'attività biologica di microbi simili viventi in ambienti diversi più tardi furono estese al dibattito sui temi ecologici globali. Dopo essere stato membro dell'Istituto Internazionale di Ricerca Medica a Roma (1927-1928), Dubos entrò a far parte del "Rockefeller Institute for Medical Research" dove svolse la sua intera carriera scientifica con l'eccezione di un periodo di due anni (1942-1944) quando divenne professore di medicina tropicale presso la "Harvard University Medical School".