W tym czasie wiele podróżował – po Węgrzech, Niemczech, Niderlandach i Szwajcarii. Zwiedził m.in. prywatne ogrody roślin leczniczych w Augsburgu, Heidelbergu i Moguncji. Około 1573 r. udał się do Włoch, gdzie rozpoczął studia medyczne na Uniwersytecie Padewskim, który był wówczas wiodącym ośrodkiem medycyny i botaniki. Tam zdobywał wiedzę pod kierunkiem takich uczonych, jak Bernard Saternus, Hieronim Capivaccio, Juliusz Paweł Crasso, Franciszek Piccolomini, Franciszek Bonafides czy też Melchiorre Wieland (Guilandino, Guilandinus, Villandrino; 1520–1589). Ten ostatni zwłaszcza, jako profesor pierwszej w świecie katedry botaniki lekarskiej (simplicium) i kierownik padewskiego ogrodu botanicznego, nie mógł być nieznanym młodemu Polakowi, interesującemu się roślinami leczniczymi.
W czasie wolnym od zajęć Syreniusz prowadził obserwacje roślin zarówno uprawianych w ogrodach włoskich jak i dziko rosnących; głównie w okolicach Padwy i Wenecji. Dyplom ukończenia studiów (tytuł doktora medycyny) Syreniusz otrzymał w dniu 13 lutego 1577 r. z rąk sławnego wówczas Geronima Mercuriali (1530–1606), który był jego opiekunem naukowym.