W 1837 roku zakończył pisanie krótkiej powieści komediowej Skorpion i Felix, napisał też kilka wierszy miłosnych poświęconych Jenny, które zostały opublikowane. Porzucił pisarstwo i zajął się nauką języka angielskiego i włoskiego, studiami historii sztuki i tłumaczeniem klasyków łacińskich. Napisał rozprawę doktorską pod nazwą Różnice między demokrytejską a epikurejską filozofią przyrody. Pracę nad rozprawą ukończył w 1841 rokuMarx’s thesis was posthumously published in the Collected Works of Karl Marx and Frederick Engels: Volume 1 (New York: International Publishers, 1975) s. 25–107.. Wzbudziła ona pewne kontrowersje w kręgach konserwatywnych profesów Uniwersytetu w Berlinie. Marx zdecydował się zaprezentować ją na bardziej liberalnym Uniwersytecie w Jenie, który w kwietniu 1841 roku nadał mu doktorat. W 1840 roku rozpoczął współpracę z wojującym ateistą Bruno Bauerem, w marcu 1841 roku zaczęli planować wydawanie pisma „Archiv des Atheismus” („Archiwum Ateizmu”), pomysł ten jednak nigdy nie został zrealizowany.