W tym samym roku został skierowany przez swe władze na studia z zakresu biblistyki na Papieskim Uniwersytecie Gregoriańskim i Papieskim Instytucie Wschodnim w Rzymie (język arabski, gruziński, ugarycki, akadyjski, sumeryjski, egipski, fenicki i hetycki, oraz epigrafika) wraz z Augustynem Jankowskim. Już w trakcie pierwszego spotkania z o. prof. Ludwikiem Semkowskim, zaliczył język hebrajski. W trakcie nauki w Rzymie słuchał wykładów profesorów Augustina Bei, Josepha Bonsirvena, Eugenia Zolli i innych wybitnych uczonych. Publikował w prasie naukowej brytyjskiej, francuskiej, włoskiej, oraz po łacinie.
W 1948 po odkryciu zwojów z Qumran zmienił swe zainteresowania naukowe i zrezygnował z kariery biblisty. W 1951 Milik obronił pracę licencjacką otrzymując ocenę summa cum laude (z najwyższą pochwałą), która poświęcona była odkrytej w Qumran Księdze Reguły (Il Manuale della Disciplina) i zawierała pierwsze jego tłumaczenia tegoż dokumentu. W komisji egzaminacyjnej zasiadali najwybitniejsi ówcześni znawcy tematu: prof. Ernest Vogt, i prof. Augustin Bea, rektor Biblicum.