W lokalnej szkole ujawnił się jego duży talent matematyczny. Wielki Kryzys, a potem dojście Hitlera do władzy sprawiły, że David związał się z ruchami komunistycznymi. Pennsylvania State College, gdzie podjął studia, nastawiony był na kształcenie praktyczne, niemniej zgłębiał tam fizykę według samodzielnie ułożonego programu. Stypendium, jakie uzyskał za znakomite wyniki w nauce, umożliwiło mu kontynuowanie studiów w California Institute of Technology, a w 1941 zaczął na Uniwersytecie w Berkeley pisać doktorat pod kierunkiem J. Roberta Oppenheimera. Z powodu członkostwa w partii komunistycznej nie pozwolono mu na udział w kierowanym przez Oppenheimera Projekcie Manhattan. Ale gdy wyniki jego badań w zakresie fizyki plazmy okazały się użyteczne dla Projektu, odebrano mu je i zabroniono jakichkolwiek publikacji. Doktorat z fizyki przyznano mu w 1943 bez przedstawienia rozprawy, na podstawie ustnego oświadczenia Oppenheimera.