Lata młodzieńcze Burlingham wyszła za mąż za chirurga z Kentucky, Roberta Burlinghama w 1914 roku. Para jednak rozstała się w 1921 roku z powodu występowania u Roberta fobii oraz epizodów zaburzeń afektywnych dwubiegunowych. Burlingham wychowywała wtedy czworo dzieci, w tym syna, który cierpiał z powodu choroby skóry, która, jak zdiagnozowano, miała podłoże psychosomatyczne. Były to czasy, kiedy nowa nauka zwana psychoanalizą stawała się coraz bardziej znana w Europie i Stanach Zjednoczonych.
Przeprowadzka do Wiednia Miejąc nadzieję, że psychoanaliza uzdrowi jej syna, Burlingham przeniosła się z czwórką dzieci do Wiednia w 1925 roku. Wkrótce rozpoczęła leczenie psychoanalizą prowadzoną przez "niefachowego analityka", (ang. "lay analyst"), Theodore'a Reika. Spotkała Annę Freud, która również była już analitykiem, i która wzięła wszystkie dzieci Burlingham na swoich pacjentów. Wkrótce choroba skórna małego Burlinghama ustąpiła. Ten obrót wypadków spowodował, że sama Burlingham została "niefachowym analitykiem". Przygotowując się do pracy, przeszła analizę u Zygmunta Freuda, chociaż już wtedy łączyły ją bliskie osobiste związki z Anną Freud.