Letterman continua i suoi studi in ambito medico alla Jefferson Medical University: il grande sapere medico di Letterman è dovuto in gran parte alla qualità della facoltà, considerata all’epoca una delle migliori del paese. Egli studia e impara da grandi professori, allora anche medici e chirurghi di grande fama (uno dei suoi professori è stato Robley Dunglison che in seguito divenne noto come padre della fisiologia americana).