W 1918 roku Karl zaczął studiować filozofię na Uniwersytecie Wiedeńskim, jako wolny słuchacz. Zaangażował się tam mocno w działalność w Socjalistycznym Stowarzyszeniu Studenckim; miał tam okazję zapoznać się dobrze z marksizmem, który wykładano na specjalnych kursach dla działaczy tego stowarzyszenia. Dyskusje z wykładowcami szybko przekonały Karla, że marksizm jest skostniałą i w dużym stopniu błędną ideologią, co spowodowało zerwanie ze Stowarzyszeniem. W trakcie studiów Popper miał też okazję zapoznać się z poglądami Freuda poprzez wakacyjne praktyki prowadzone przez jednego z bezpośrednich uczniów Freuda. Podobnie, jak to było z marksizmem, Karl nabrał bardzo szybko krytycznego dystansu do bardzo popularnej wtedy w Wiedniu psychoanalizy. W trakcie studiów zaczął się też bardzo żywo interesować współczesną fizyką, często chodząc na wykłady przyjeżdżających do Wiednia naukowców z całego świata. Szczególnie silne wrażenie wywarł na nim wykład Alberta Einsteina, w którym Einstein określił dokładnie eksperyment, który dowiódłby niesłuszności jego teorii względności.