Rous lõpetas 1900. aastal Johns Hopkinsi Ülikooli ning asus seejärel õppima Johns Hopkinsi Meditsiinikooli. Teisel õppeaastal nakatus ta autopsiat läbi viies nahavigastuse kaudu tuberkuloosi. Ta pidi õpingud katkestama ning suundus Texase osariiki. Aasta pärast naasis ta siiski kooli, mille lõpetas 1905. aastal, jäädes kooli haigla juurde interniks.
Veendunud, et ta ei sobi praktiseerivaks arstiks, pöördus ta arstiteaduse poole. Temast sai madalapalgaline patoloogiaõppejõud Michigani Ülikoolis. Kuna ülikool oli finantsraskustes, pidi Rous tegema peamiselt tehnikutööd. Professor Alfred Warthini toetusel viibis Rous 1907. aasta suvel praktikal Dresdeni haiglas Saksamaal.
Pärast Saksamaalt naasmist sai Rous tänu Rockefelleri Meditsiiniuuringute Instituudi toetusele pühenduda rohkem teadusuuringutele. Lümfotsüütide uurimisele keskendunud töö tulemused avaldati 1909 ajakirjas Journal of Experimental Medicine, mille toimetaja Simon Flexner oli Rockefelleri Meditsiiniuuringute Instituudi direktor. Mõne kuu pärast pakkus Flexner Rousile vähiuuringute labori juhi kohta.