大學生活是豐富多彩的。費米和另外幾個精力充沛的同學，除了學習之外，還有許多別的有益活動。費米與好友拉塞蒂常常到郊區去野遊，不僅鍛煉身體，還收集自然標本。這些活動，為費米增添了生活樂趣。
大學的全部課程已經修完。畢業時，每個學生都要提供一篇有學術價值的論文。費米選定了“X光實驗報告”這個題目。他根據自己幾年來對X光的研究，在實驗的基礎上，寫出了深刻而且生動的研究報告。在進行論文答辯時，麵對身穿黑色長袍、頭戴方帽的主考教授們，費米係統發表了自己的研究結論。他滿以為教授們會提出各種問題與他討論。可是，讓他失望的是，他發表的意見沒有引起任何反應。在他講述自己的觀點時，有幾個考官打哈欠，有的表現出昏昏欲睡的樣子。原來這些考官對費米講述的問題不怎麼明白。他的答辯場麵很冷清，沒有掌聲，沒有提高。答辯結束時，那些主考人員竟然沒有一個人與費米握手。最終，他的答辯還是獲準通過。
1922年7月，費米以優異的成績和出色的論文獲得了博士學位。這一年他才21歲。
年輕的物理學家
費米大學畢業後又回到羅馬。他的父母在這裏。已經長大成人的費米，在知識和學問上有了一些名氣，但是，樣子長得卻一點也不帥。他的鼻子還是那樣細而尖，兩隻眼睛挨得太近，似乎要連在一起了，牙齒很長，嘴唇又很薄，身材也不好，上身長，腳卻很短。
為了尋找工作，費米帶著他對相對論的研究和博士學位，慕名找到了物理學家科爾比諾教授。此人擔任過兩屆政府部長。他看中了費米的才智。經他推薦，費米獲得了到德國哥根廷從事進修和研究的機會。在德國期間，他跟隨著名物理學家玻恩教授進行了研究工作，在理論物理方麵獲得了提高。研究期滿後，費米想回國謀求講授物理學的席位。可是，此時還沒有幾個人賞識他的才能。起初，他僅僅在羅馬大學獲得了一個教初等數學的席位。後來轉到佛羅倫薩大學，也僅僅讓他教機械學和數學。盡管沒有獲得滿意的工作，但是，費米對物理學的興趣一點也沒有減弱。他集中研究相對論，先後發表了30餘篇很有分量的論文。
一天，有人告訴費米，加格裏亞裏大學有一個數學物理學教授的席位，正在等待人們去競試。費米聽到這個消息後，立刻帶上他的研究成果來到加格裏亞裏大學。在前來參加競試的人員當中，費米年齡最輕，成果也最多。競試委員會由五名有聲望的教授組成。他們對參加競試的人員逐個進行了筆試和口試，考試的認真程度是無可挑剔的。費米在考試中也充分發揮了自己的才能。無奈，在競試委員會中，有三個人反對愛因斯坦的相對論，而費米參加競試時主要闡發的是自己對相對論的研究。在投票時，才智超群的費米隻得了兩票。他落選了。費米帶著失敗和懊惱回到羅馬，繼續教機械和數學。
1926年夏天，羅馬大學根據科爾比諾教授的建議，決定選拔最有才能的物理學家加強大學的物理教學。經人推薦，費米參加了羅馬大學的競試。這一次他以第一名的成績被選中。這年10月，費米被聘為羅馬大學物理學教授，時年25歲。
費米成了羅馬大學最年輕的教授。這個在物理學界已經有了名氣的教授，一方麵正在思考物理學的尖端問題，另一方麵還有點孩子氣。此時他正專注於分子、原子、電子的活動和統計問題的研究，這是一項足可以使他獲得諾貝爾物理學獎的重大研究。同時，他還像一些淘氣的大學生那樣，偶爾也搞點小惡作劇。在郊外遠足或到鄉間旅遊時，他常常捉幾隻醜陋的小蜥蜴，帶回學校嚇唬膽小的姑娘。有一次，在大學的小食堂買飯時，他把紙幣連同小蜥蜴一起給了服務員。當姑娘數錢時，小蜥蜴從她手裏跳出來，把姑娘嚇得尖叫一聲。
費米還喜歡智力競爭。如果誰有一道智力題或高位數的運算題，願意與費米一同計算，看誰算得快，那麼，不管處在什麼條件下，費米都願意參加。即使碰上心算專家，費米也毫不畏懼。他喜歡迎接各種各樣的智力挑戰。
費米在講課時有時異常嚴肅。當看到同學們聽課很吃力時，他就變換一種寬鬆自由、容易激起人們思考的環境。他會讓學生們提出一些智力性的物理問題，在課堂上對答。在一次課堂回答中，一個學生問，橄欖油的沸點比錫的熔點高，如何在塗錫的鍋裏用橄欖油煎食物？一個學生馬上回答說，在塗錫的鍋裏煎食物時，使用的橄欖油並沒有沸騰，沸騰的僅僅是食物中的水，鍋中的錫不會熔化，因此，不用懷疑食物的可食性。費米經常把深奧的物理學知識與有趣的智力問題結合在一起，以激發學生們的學習興趣。
當了教授的費米，過上了富裕生活。他用大學教授的收入，租了房子，買了汽車。可是，他並沒有心思享受良好的物質條件。在優厚的物質待遇中，他依然沒有放鬆科學研究，終於在物理學領域取得了非凡的成就。