Năm 1958, ông Đào Xuân Sâm xin ra khỏi quân đội bởi sức khỏe yếu và bận việc gia đình, ông quyết tâm vào đại học với suy nghĩ “Phải học để sau có nghề gì đó!”. Cuối năm 1958, ông thi đỗ vào khoa Kinh tế công nông nghiệp, hệ chuyên tu 3 năm, trường ĐH Kinh tế tài chính (nay là ĐH Kinh tế quốc dân). Khi đó, sinh viên học tại Khu đấu xảo Hà Nội, là trụ sở của trường ĐH Nhân dân (nay là Cung văn hóa hữu nghị Việt – Xô). Ông Nguyễn Việt – Trưởng khoa Kinh tế công nông nghiệp cùng một số giảng viên trong khoa như: Lê Thanh Bình, Nguyễn Chính, Lưu Quý Thoái… phụ trách giảng các môn Hành chính, Kế toán, Kinh tế tổng hợp; giảng môn Kinh tế công nghiệp là ông Phạm Đình Tân, vốn là luật sư thời Pháp. Ngoài ra, lãnh đạo nhà trường còn mời PGS Vasin Vaxily – chuyên gia Liên Xô sang giảng môn Kinh tế công nghiệp và Kinh tế xí nghiệp công nghiệp. PGS Sâm chia sẻ: “Ở thời điểm đó, ngành học này còn rất mới mẻ ở Việt Nam, có chuyên gia Liên Xô coi khoa này là nơi chuyên đào tạo kỹ sư kinh tế”. Khóa chuyên tu của ông Sâm gồm 50 sinh viên với nhiều độ tuổi khác nhau, khi đó ông Sâm đã 33 tuổi nhưng thuộc độ tuổi trung bình trong lớp.
Năm 1960, trường bắt đầu mở thêm hệ đào tạo đại học 4 năm và trụ sở chuyển về số 207 – Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội. Khi đó trường mới xây dựng được cơ sở vật chất khá khang trang, gồm các giảng đường, ký túc xá, nhà ăn tập thể, hội trường… Lãnh đạo nhà trường yêu cầu sinh viên vào ở trong ký túc xá, 4-5 người/phòng, trường hợp đặc biệt mới được phép ở bên ngoài. Mặc dù nhà ông Sâm ở khu tập thể Viện Quân y 108 (nay là Bệnh viện Trung ương quân đội 108) nhưng ông vẫn phải chuyển vào ở ký túc xá. Cuối tuần, ông thường đi chiếc xe đạp do Tiệp Khắc sản xuất với số đăng ký là EL357 để về thăm gia đình. Ông cho biết: “Lúc ra quân, tôi được nhà nước trợ cấp 400 đồng, tôi dùng 210 đồng để mua chiếc xe đạp”.
Để thuận tiện trong việc quản lý sinh viên, trường ĐH Kinh tế tài chính cấp cho mỗi sinh viên một tấm thẻ sinh viên. Thẻ của ông Sâm ghi “Thẻ sinh viên số 410”, bên trong có chữ ký bằng mực đen của ông Đoàn Trọng Truyến – Hiệu trưởng và đóng dấu đỏ của trường. Thẻ cũng ghi cả thông tin cơ bản của ông Sâm như họ tên, ngày tháng năm sinh, quê quán, đặc biệt là có ghi số đăng ký xe đạp: EL357. PGS Sâm cho biết: “Thẻ được tôi sử dụng trong việc ra vào trường và ký túc xá, đôi lúc còn dùng để thay thẻ thư viện khi đọc và mượn tài liệu tại thư viện nhà trường”.
Ngày 30-7-1961, ông Đào Xuân Sâm tốt nghiệp đại học, chuyên ngành Kinh tế công nghiệp, được cấp bằng tốt nghiệp số 170 do Thứ trưởng Bộ Giáo dục Lê Văn Giạng ký. Sau đó, ông cùng một số bạn như Nguyễn Tri, Lê Trọng Đễ, Nguyễn Lang, Lê Thị Kinh… được trường giữ lại làm giảng viên tại khoa Kinh tế công nghiệp mới thành lập. Thẻ sinh viên và bằng tốt nghiệp đại học được PGS Đào Xuân Sâm giữ làm kỷ niệm về những năm tháng học đại học của mình.