1924年，於斌23歲，被保送到羅馬傳信大學研讀哲學、神學。1925年獲第壹個博士學位——羅馬聖多瑪斯學院哲學博士。1928年12月22日，於斌在羅馬被祝聖為神父。1929年，他又獲得第二個博士學位——傳信大學神學博士，並在亞保利納大學研究教律。1929年，教廷委任於斌為外交隨員，派駐阿比西尼亞（今埃塞俄比亞）服務；日本占領東北後，於斌曾在羅馬組織青年學生進行反日救亡宣傳。1931年到1933年，於斌在梵蒂崗圖書館擔任管理員，負責整理中文部的書目、檔案，並有機會研讀館藏的大批中國古籍。1933年，他擔任羅馬傳信大學中文教授，講授中國哲學和中國文化史。同年又獲得他的第三個博士學位——意大利國立伯魯日大學政治學博士學位。