Младший брат Джоул родился пятью годами позже. Джоул и Стэнли всегда были близки друг к другу, хотя и жили в разных местах. Джоул гордился успехами старшего брата и в конце концов последовал его примеру, получив докторскую степень и став ученым. В настоящее время Джоул — профессор, занимающийся педагогикой в университете Цинциннати.
Окончив начальную школу, Стэнли Милгрэм поступил в среднюю школу Джеймса Монро. Там вместе с ним учился другой будущий социальный психолог, Филип Симбардо. Затем Милгрэм продолжил образование в Куинз Колледже, где специализировался в области политологии, и окончил его, не пройдя ни одного курса но психологии.
Когда дело дошло до аспирантуры, Милгрэм решил оставить занятия политологией, потому что, как он однажды сказал Кэролу Таврису (1974), «его не устраивал философский подход этой науки». Вместо этого он подал заявление на факультет общественных отношений Гарвардского университета, чтобы продолжить аспирантские занятия в области социальной психологии. Его, однако, не приняли, так как у него не было психологического образования. Поэтому в то лето он записался на шесть курсов по психологии в Хантер-Колледже, Бруклинском Колледже и Нью-Йоркском университете и осенью 1954 года был принят в Гарвард.
Факультет общественных отношений с его богатой интеллектуальной атмосферой, обусловленной преподаванием ряда различных дисциплин, многое дал Милгрэму, а учебная программа помогла ему расширить кругозор в области общественных наук. Именно в Гарварде Милгрэм встретился с человеком, которого он считал самым большим научным авторитетом — это был Соломон Э. Аш. В 1955–1956 годах Аш работал в университете приглашенным лектором, и Милгрэм был его ассистентом как в учебном процессе, так и в исследовательской деятельности. В число других преподавателей факультета в тот период входили Гордон Оллпорт, Роджер Браун и Джером Брунер — люди, имевшие большое значение для Милгрэма в течение всей его жизни.
Милгрэм начал работать над своей докторской диссертацией в 1957 году. Хотя научным консультантом у него был Оллпорт, идея и тема работы возникли у него под влиянием теории парадигмы конформности, разработанной Ашем. В частности, Милгрэм осуществил сравнительный анализ уровней конформности в Норвегии и Франции, воспользовавшись модифицированной методикой Аша. Вместо оценки длины линий он применил аудиотест, при котором участники должны были на каждом сеансе указать, какая из пар тонов является более продолжительной. Путем передачи испытуемому через наушники заранее записанных на пленку ответов имитировалось поддельное единодушное и заблуждающееся большинство. Проведя пробную демонстрацию этой методики в Гарварде летом 1957 года, Милгрэм в течение 1957/1958 учебного года проводил эксперимент в Институте общественных исследований в Осло. В следующем 1958/1959 году он перевел свою лабораторию в Лабораторию социальной психологии Парижского университета. В общей сложности он провел 14 вариантов эксперимента при участии 390 человек. Он установил, что в целом норвежцы проявляли большую конформность по сравнению с испытуемыми-французами.
Это было важное исследование, поскольку впервые вопрос различий в национальной культуре поведения был выведен из сферы гипотез и анекдотов в область систематических и контролируемых наблюдений за поведением и его изменениями. Кроме того, оно предопределило элементы, которые впоследствии станут характерными для научного стиля Милгрэма. Во-первых, для получения желаемых эффектов он уделял особое внимание техническим деталям. Например, чтобы убедить испытуемых в том, что они действительно принимают участие в эксперименте вместе с другими, у входа в лабораторию помещали вешалку с пальто. Второй элемент в стиле Милгрэма прослеживается в комментариях одного из участников опыта из Норвегии, который сказал: «Эксперимент мне показался очень интересным, и психология, наверное, увлекательное занятие». Милгрэм любил исследовательскую работу, и особенно ему нравилось использовать именно ту методику, которая подходила для конкретного вопроса — то, что он называл «экспериментальным нововведением».
После подготовки докторской диссертации в Европе Милгрэм возвратился в Соединенные Штаты. 1959 и 1960 годы он провел в Институте специальных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, в качестве ассистента Аша, помогая ему в научной работе и в редактировании книги о проблемах конформности, которую тот в то время писал (она, кстати, так и не была опубликована). Хотя Милгрэм считал Аша своим интеллектуальным наставником, он не смог установить с ним ту легкость в общении, которая удавалась ему с другими бывшими преподавателями, такими, как Олпорт и Браун. Для Милгрэма это был год одиночества, но зато у него было много времени для размышлений. Он знал, что для достижения академических вершин ему необходимо было создать серьезную и оригинальную программу исследований. К концу года, проведенного в Принстоне, он знал, что она будет из себя представлять — это будет исследование подчинения авторитету.
