W lutym 1932 roku Andrzej Panufnik rozpoczął studia w Konserwatorium Warszawskim, w klasie perkusji Władysława Pichora. Jednocześnie uzyskał zgodę na udział w zajęciach teoretycznych – z teorii, historii muzyki i czytania partytur. Przez pierwsze miesiące pobytu w Konserwatorium edukacja młodego Panufnika musiała ograniczyć się do niepełnego wymiaru godzin, jako że przyrzekł ojcu ukończyć gimnazjum. Słowa dotrzymał i jesienią 1932 roku rozpoczął studia w Konserwatorium już w pełnym wymiarze godzin, natychmiast też przeniósł się do klasy kompozycji Kazimierza Sikorskiego. Poza lekcjami kompozycji uczęszczał na zajęcia harmonii i kontrapunktu u Piotra Rytla, a także na lekcje dyrygowania prowadzone przez Waleriana Bierdiajewa. Czytania partytur uczył go Jerzy Lefeld, którego znał jeszcze z rodzinnego domu i niezwykle cenił. Do grona profesorów należał także rektor Eugeniusz Morawski, który uczył instrumentacji oraz Witold Maliszewski, prowadzący wykłady z zakresu analizy formalnej utworów muzycznych.
Czas spędzony przez Panufnika na nauce gry na perkusji z pewnością nie poszedł na marne, ale miał wpływ na jego późniejsze kompozytorskie poszukiwania. Niemniej jednak, młody student był uszczęśliwiony, kiedy w końcu mógł rozpocząć naukę w klasie kompozycji. Kazimierz Sikorski był znakomitym pedagogiem, potrafiącym docenić i pielęgnować indywidualność swoich podopiecznych. Panufnik początkowo był rozczarowany, że profesor wymaga opanowania tradycyjnych technik kompozytorskich i nie aprobuje jego śmiałych prób kompozytorskich, jednak po latach docenił taktykę Sikorskiego:
Z perspektywy czasu muszę przyznać, że Sikorski miał rację zmuszając mnie do tego, bym opanował rzemiosło konwencjonalnej muzyki tonalnej, nim rzucę się w wir poszukiwań. W ten sposób przekonał mnie o koniecznej jednolitości stylu i wyrobił we mnie dyscyplinę, która w przyszłości okazała się bardzo pożyteczna przy poszukiwaniu własnego języka muzycznego i jego zasad. Inną wyjątkową cechą nauczania profesora Sikorskiego było to, że w przeciwieństwie do utartej praktyki komponowania wpierw na fortepian i następnie orkiestrowania, wymagał od swych uczniów, aby od samego początku myśleli orkiestralnie i pisali od razu partyturę. Wyniosłem to jako naukę na całe życie.
Wkrótce po rozpoczęciu studiów powstawać zaczęły pierwsze kompozycje Andrzeja Panufnika, jednak dopiero Trio na skrzypce, wiolonczelę i fortepian (1934) zyskało uznanie w jego oczach. Jest to dziś jedyny z przedwojennych utworów kompozytora, który przetrwał, zrekonstruowany przez Panufnika po wojnie. Wykonanie utworu w grudniu 1936 roku było dużym artystycznym sukcesem Panufnika, o którym szeroko pisała warszawska prasa. Pół roku wcześniej kompozytor ukończył z wyróżnieniem studia, a koncert absolwentów Konserwatorium Muzycznego w Warszawie, na którym Panufnik prowadził wykonanie własnych Wariacji symfonicznych, również spotkał się z bardzo przychylnym przyjęciem krytyki, chwalącej młodego artystę zarówno jako kompozytora, jak i dyrygenta.
Mając już na koncie pierwsze sukcesy kompozytorskie, Andrzej Panufnik postanowił kontynuować edukację za granicą. W przeciwieństwie jednak do kolegów wyjeżdżających do Paryża na lekcje u słynnej już Nadii Boulanger, wybrał Wiedeń i studia dyrygenckie u jednego z największych autorytetów tamtych czasów, Feliksa Weingartnera. Uznał, że dzięki pracy z orkiestrą pod okiem znakomitego kapelmistrza dowie się o muzyce więcej niż od nauczyciela kompozycji, ponadto znał dobrze niemiecki, kochał utwory wiedeńskich mistrzów osiemnastego i dziewiętnastego wieku, ciekawiła go również muzyka trójki wiedeńskich dodekafonistów, Schoenberga, Berga i Weberna, których utwory miał nadzieję bliżej poznać właśnie w stolicy Austrii.
Naukę w wiedeńskiej Akademii rozpoczął w roku akademickim 1937/38. Podczas pobytu w Wiedniu Panufnik nie ograniczał się jednak wyłącznie do zajęć na uczelni, ale chodził także na koncerty do Opery lub Filharmonii, gdzie mógł podziwiać interpretacje tak wybitnych artystów, jak Arturo Toscanini, Wilhelm Furtwangler czy Bruno Walter; słuchał też repertuaru współczesnego. Niestety, kompozycje najbardziej wówczas awangardowych twórców: Schoenberga, Berga i Weberna, także i w Wiedniu nie pojawiały się w tym czasie w programach koncertowych, Panufnikowi pozostawało zatem studiowanie ich partytur w bibliotece Akademii. Po bliższym zapoznaniu się z zasadami dodekafonii i ich realizacją w utworach wymienionych twórców, zaczął nawet szkicować projekty własnych kompozycji opartych na metodzie serialnej, szybko jednak doszedł do wniosku, że nie jest to metoda dla niego:
Instynkt podpowiadał mi, jakkolwiek pretensjonalne i zarozumiałe mogło to się wydawać w owych wczesnych studenckich latach, że muszę za wszelką cenę, niestrudzenie poszukiwać moich własnych, nowych środków wyrazu, by pozostać niezależny i wierny sobie. Wiedziałem, że będę potrzebował jakiejś dyscypliny, jakiejś zasady konstrukcyjnej, na której mógłbym oprzeć moje utwory, ale musi to być zasada sformułowana przez mnie. Musi uwzględniać moje zainteresowanie zarówno treścią uczuciową utworu, jak i jego spoistością. Zdałem sobie sprawę, że moje życie stanie się niekończącym się pasmem poszukiwań, że będę ponosił wielkie ryzyko, że być może nigdy nie osiągnę celu.
Będąc w Wiedniu, Andrzej Panufnik po raz pierwszy w życiu doświadczył negatywnego wpływu polityki, bowiem w 1938 roku ekspansja faszyzmu doprowadziła do zajęcia Austrii przez Hitlera, a kompozytor był naocznym świadkiem początków rządów hitlerowskich w stolicy Austrii. Na jakiś czas została zamknięta Akademia, odwołano też wykłady i koncerty. Po wznowieniu zajęć okazało się, że Feliks Weingartner odchodzi z uczelni – oficjalnie na emeryturę, natomiast nieoficjalną przyczyną były jego antynazistowskie poglądy. W tej sytuacji Panufnik postanowił powrócić do Warszawy.
Jednak chęć poznania najnowszej muzyki sprawiła, że natychmiast zaczął myśleć o kilkumiesięcznym wyjeździe do Francji i Anglii. Problemem była niedostateczna ilość pieniędzy, którą taki wyjazd musiałby pochłonąć. Na szczęście, zaraz po powrocie do Warszawy, otrzymał propozycję napisania muzyki do filmu fabularnego Strachy. Autorzy filmu nalegali, aby skomponował muzykę w ciągu zaledwie kilku tygodni, dlatego też zgodzili się wypłacić mu spore honorarium, które umożliwiło Panufnikowi wyjazd. Po dokonaniu niezbędnych formalności, na początku listopada 1938 roku, znalazł się na terenie Francji.
Tuż po przybyciu do Paryża młody kompozytor udał się do francuskiego dyrygenta Philippe’a Gauberta, słynącego ze wspaniałych interpretacji muzyki Debussy’ego i Ravela. Muzyką tych właśnie twórców Panufnik był wówczas szczególnie zainteresowany. Gaubert zgodził się udzielać mu prywatnych lekcji z zakresu interpretacji współczesnej muzyki francuskiej, a w dodatku odmówił przyjęcia honorarium. Poza nauką Panufnik korzystał z bogatego życia muzycznego międzywojennego Paryża. Obok dzieł współczesnych kompozytorów francuskich i Strawińskiego, po raz pierwszy usłyszał tam Suitę liryczną Albana Berga oraz Sonatę na dwa fortepiany i perkusję Beli Bartóka - obydwa te utwory zrobiły na nim duże wrażenie.
W Paryżu Panufnik zaczął też komponować swą pierwszą symfonię:
Zanim napisałem pierwszą nutę, musiałem obmyślić architekturę symfonii i jej materiał muzyczny. Nietrudno pojąć, że na moje podejście do tego zagadnienia silny wpływ wywarły ostatnie studia: rok spędzony w Wiedniu sprawił, że moją wyobraźnią zawładnęły idealne proporcje formy niemieckich klasyków, zwłaszcza Mozarta, przez ostatnie tygodnie zaś nurzałem się w zmysłowej, a jednocześnie klarownej muzyce francuskiej, zwłaszcza Debussy’ego. Z młodzieńczą naiwnością starałem się połączyć oba te elementy. Jeszcze nie poszukiwałem własnych środków wyrazu, ani nie próbowałem stworzyć nowych zasad, lecz usiłowałem osiągnąć równowagę pomiędzy rzemiosłem i uczuciem, zbliżyć się (lecz nie naśladować) do moich idoli, Mozarta, Beethovena, Chopina i Debussy’ego, którzy, choć w różny sposób, osiągnęli tę prawie niemożliwą do zachowania równowagę.
Po prawie półrocznym pobycie w stolicy Francji, Panufnik wyjechał w marcu 1939 roku do Anglii, kraju, z którego pochodzić mieli przodkowie jego matki i który w późniejszym czasie miał stać się jego drugą ojczyzną. Zachwyciła go pogoda ducha i uprzejmość Anglików, jak również niespotykana w innych krajach tolerancja polityczna i szacunek dla cudzej prywatności. Pod względem muzycznym dużym odkryciem stały się dla niego manuskrypty dawnych twórców angielskich, które znalazł w British Museum, przede wszystkim osiemnastowieczne kompozycje Avisona, Boyce’a i Arne’a. Wkrótce jednak, świadom narastającego ze strony hitlerowskich Niemiec niebezpieczeństwa i pełen obaw o losy rodziny, postanowił powrócić do Polski. W połowie czerwca 1939 roku był już z powrotem w Warszawie.
