На бурном судебном процессе Платон пытался заступиться за своего учителя, но его заглушили криками неистовые судьи. После вынесения приговора Сократ получил легальную отсрочку в несколько дней, чтобы подготовиться к смерти. Платон попытался выкупить Сократу жизнь, но тот отказался от участия в подобной сделке. Двери тюрьмы оставались открытыми, поэтому он мог бы выйти и покинуть Афины, но он остался. В последний день он, как обычно, пробеседовал с друзьями до заката, потом пришел тюремщик и принес яд из болиголова, и Сократ выпил его. Последние слова Сократа были скорее словами простого человека, чем философа: «Критон, мы должны Асклепию петуха. Не забудешь заплатить долг?»
Платон, как он вспоминает в «Фаэдо», не присутствовал при смерти своего учителя. Но с помощью участников он восстановил разговоры того последнего дня между Сократом и его друзьями. Главной темой было бессмертие души. «Фаэдо» представляет определенный интерес для математиков, потому что в нем Платон воспользовался случаем изложить один из наиболее убедительных аргументов во всех его работах о несвойственном человеку существовании математических концепций. К нему еще вернемся позже, а сейчас остановимся на истинно пифагорейском антитезисе, который мог быть создан только самим рассказчиком: «Конец жизни есть смерть, конец смерти есть жизнь».
Отчасти по политическим причинам, отчасти из-за приговора Сократу, но Афины стали Платону в тягость, и после смерти учителя он решил попутешествовать. Всегда серьезный, он планировал свои путешествия только с одной целью: знания и еще больше знаний. В течение двенадцати лет он продолжал свое кочевое образование, добавляя к тому, что выучил у Сократа, любые практические знания пифагорейцев, которые только удавалось обнаружить, и, собрав в одно целое кусочки разных философских учений, воплотил их в первый несовершенный образчик своей собственной философии, сохранившийся до наших дней. В Мегаре он изучал тактику прений и дедуктивного умозаключения у философа-элеата Евклида. Не стоит путать этого Евклида с геометром, носившим такое же имя. Из Мегары он пересек море и прибыл в Кирену, что расположена в Северной Африке, где Феодор посвятил его в тайны иррациональных чисел. Согласно отдельным древним авторам, он побывал с Евдохом в Египте, где узнал астрономию. Как аристократ из Афин, он сильно рисковал, посещая территорию Персии. Чтобы избежать нежелательного внимания, он путешествовал под видом торговца нефтью, и преуспел: ему благополучно удалось пересечь все царство Артаксеркса Мнемона. Возвратившись в Великую Грецию, он направился в Тарент, где в местном университете стал слушателем Архита, Тимея и других известных пифагорейцев. Некоторые из этих людей, в частности Архит, были людьми влиятельными, что, возможно, позднее спасло Платону жизнь. Ранее было отмечено, что Архит, как говорят, представил Платону копию пифагорейской «библии» Филолая.