Al London Hospital si distinse subito come studente modello, ma ben presto capì che un’istruzione universitaria e una laurea gli avrebbero garantito una carriera migliore, a livelli decisamente più alti rispetto all'unica esperienza da tirocinante in ospedale. Perciò nel 1854 si iscrisse all’Università di Londra, che richiedeva ai candidati di superare due esami per accedere agli studi. Langdon Down vinse la medaglia d’oro in entrambe le prove, la prima per le materie attinenti alla medicina, la seconda per la chimica. Studiò a lungo e con molto impegno, rivelandosi uno studente formidabile e un acuto osservatore. Non fu un caso che, appena passò gli esami per la “Membership of the Royal College of Surgeons” e per la “Worshipful Society of Apothecaries” nel 1856, venne richiesto immediatamente come specializzando di ostetricia al London Hospital. L’impiego sarebbe dovuto durare solo sei mesi, ma Langdon Down fu richiamato tre volte fino al 1858. Ciò gli permise di avere vitto e alloggio gratis e di essere economicamente indipendente.