Спустя несколько недель, в течение которых он решал, что же ему предпринять, местный врач посоветовал ему стать доктором. Моэм не очень-то хотел заниматься медициной, но поскольку для ее изучения надо было переехать в Лондон, он ухватился за эту идею. Опекуны одобрили его выбор. После нескольких недель интенсивных занятий с репетитором он сдает вступительные экзамены и осенью 1892 года становится студентом медицинского института при больнице св. Фомы.
Основанная в XIII веке, больница св. Фомы расположена на набережной Темзы прямо против здания парламента. Длинные галереи соединяют восемь зданий, построенных в готическим стиле, в одном из которых располагается медицинский институт. Из окон своего учебного заведения студенты многих поколений взирали на расположенное через реку импозантное воплощение английской истории, традиций и привилегий — здание парламента, Биг Бен, Вестминстерское аббатство, а чуть поодаль — Сент-Джеймс-парк и Букингемский дворец. При этом позади больницы находились самые страшные трущобы Лондона — Ламбет, Баттерси, Кемберуэл, Саутуорк и Уондзуорт, а большинство пациентов больницы были обитателями именно этих районов.
Моэм поселился в пансионе, расположенном в районе Вестминстера в доме 11 на Винсент-сквер. Имея оставленный отцом доход в 150 фунтов в год, он тратил 18 шиллингов в неделю, снимая две небольшие комнаты на втором этаже, и 12 шиллингов — на завтрак и ужин. Оглядываясь на последнее десятилетие XIX века, Моэм утверждал, что как студент он мог вполне прилично жить на 14 фунтов в месяц, при этом платил за обучение, покупал необходимые для занятий приборы и реактивы, одевался и даже имел деньги на карманные расходы. Испытывая гордость от самостоятельного проживания в отдельной квартире, он обставил ее в модном для того времени стиле, повесив на одну из стен мавританский ковер и украсив остальные стены репродукциями картин Перуджино, Ван Дейка и Хоббемы.
Как и студенты-медики во всем мире, Моэм проводил целые дни в больнице. После завтрака, приготовленного хозяйкой пансиона миссис Форман, он направлялся по Хосферри-роуд через Ламбетский мост и далее по набережной к больнице, в которой появлялся к девяти утра. Там же он скромно обедал: пшеничная лепешка с маслом и стакан молока обходились ему в три пенса. Около шести вечера он возвращался в пансион к чаю, после которого весь вечер был занят чтением или выполнением письменных работ.
Хотя Моэм проводил все дни в больнице, она не стала неотъемлемой частью его жизни. В книге «Подводя итоги» он вспоминает: «Нельзя сказать, чтобы больница оставила глубокий след в моем сердце; у меня там оказалось не много друзей». Сокурсники и коллеги мало что могли рассказать о студенте Моэме после пяти лет постоянного общения с ним. Когда Джозеф Лури, завершая учебу в том же институте, попытался рассказать, что ему известно о Моэме, на ум ему не пришло ничего, «кроме нескольких воспоминаний о том, что тот был застенчивым, углубленным в себя, замкнутым и даже вызывающим некоторую неприязнь студентом; у него был один друг, с которым они постоянно находились вместе».