1919年科学界进入了一个动荡的时期，这一时期正是量子论流行的时期，于是放弃研究文学，并对物理学产生了兴趣。他来到了朗之万门下攻读研究生。从此他的人生轨迹也发生了天翻地覆的变化，转眼间5年的研究生生涯就要结束了，需要提交博士论文，这对于从前对物理一窍不通的他来说，显得异常困难。他思前想后决定用最新奇的理论来完成自己的博士论文。在毕业前夕，他终于提交了自己的论文，可这个论文很短，全文只有一页多纸，核心便是物质波理论。在当时都还算不上真正的理论，只是讲述了他的一个猜想。但这对于他来说已经是他用尽力气写出来的了，当时的评审委员很多都觉得观点太离奇，很多都决定投反对票，眼见论文通不过了，朗之万将论文寄给了好友爱因斯坦，并告诉了他德布罗意的家世背景，希望他能为此写个评语，正是这封信改变了德布罗意的命运。爱因斯坦肯定了他思想的新颖和有趣，于是他顺利获得了博士学位，这篇论文也是历史上最短的博士论文。