W tym samym roku rozpoczął w Madrycie studia na wydziale Filozofii i Literatury Universidad Central. W mieście nie czuł się dobrze, nie nawiązał trwalszych przyjaźni i narzekał na samotność; na wakacje letnie i bożonarodzeniowe chętnie wracał do Bilbao. W Madrycie, na drugim roku studiów, zaczął też zaniedbywać praktyki religijne. Uzyskiwał różne oceny; zdarzały się średnie (hiszp. aprobado), ale przeważały bardzo dobre (notable) i znakomite (sobresaliente). W trakcie nauki zdobył nagrodę nadzwyczajną w zakresie języka i metafizyki greckiej. Jego mistrzem, do którego nawiązywał w trakcie swojej późniejszej kariery, był Marcelino Menéndez PelayoNavarro Rodero 2015, s. 86.. W roku 1883 uzyskał licencjat, odpowiadając na wylosowany temat El bien. Concepto del bien mostrado en la conciencia: orden. W roku 1884 ukończył studia jako doctor en Filosofía y Letras; jego rozprawa dyplomowa, Crítica del problema sobre el origen y prehistoria de la raza vasca, dotyczyła baskijskiej prehistorii i została oceniona jako sobresaliente.