1496年，哥白尼远赴意大利的博洛尼亚大学学习法律。派哥白尼到博洛尼亚学习法律，这在很大程度上是由瓦尔米亚主教的个人需要所决定的。舅舅指望对外甥的智力投资将来会得到加倍的回报——他指望外甥能成为忠实于他本人的、具有最高学识的顾问、法律学家和律师。
这是哥白尼初次到意大利，但他事先对这个人文主义的发源地已经有了很多了解。由于舅舅和梵蒂冈以及意大利很多人文主义者有着频繁的往来，所以哥白尼在舅舅那听到很多有关意大利的情况。
意大利在15～16世纪成为重要科学和文化中心并不是偶然的。在此之前，许多意大利城市，特别是佛罗伦萨和威尼斯的经济发展，已经达到相当高的水平。从古罗马帝国衰落之日起，意大利就分裂成许多小国，往往一座城市就是一个国家。随着国家的繁荣昌盛，人们的怀古之情油然而生，普遍怀念强大的罗马帝国统治世界的日子。怀古者掀起了一个学习古典作品的热潮，对古老建筑的遗址也产生了兴趣，并且开始广泛收集被人们遗忘的古典艺术品。这就是文艺复兴运动的开始，它首先在佛罗伦萨兴起。
受人文主义影响，科学也发生了根本变化。中世纪的神学已不再是科学的归宿和知识的核心。学者们摈弃了许多中世纪的观点，开始借助于理智和经验从事科学研究工作。正是这种对待科学的态度使人们有了很多发现，尤其是在自然科学和数学领域。促进科学发展的不仅仅是实验和探索工作，研究和重温古典作家和学者的著作，也起着巨大推动作用。文艺复兴时期，人们常常在那些被遗忘的作品中找到有助于他们加强自己信念或能为他们指明进一步探索之路的观点。人文主义学者就这样接过古代朴素的科学思想，加以发展，再通过实践加以验证，去伪存真，对宝贵的古代发明加以利用。哥白尼正是这样一位将实践经验和博览古典文学作品结合起来的学者。
哥白尼到意大利上大学是15世纪末的事，意大利当时涌现出一批最富有才华的人文主义者，他们是著名学者和艺术家。而15世纪末正是意大利不宁静的时期，各城市之间和各大家族之间的纷争导致了许多武装冲突。
哥白尼并不是博洛尼亚的第一位波兰留学生。波兰人到那里求学已经有三个多世纪的历史了，哥白尼正是踏着同胞的足迹来这里求学的。他的同时代人也有不少到这里来留学的，他的舅舅乌卡什·瓦兹洛德就是在博洛尼亚获得的博士学位。在哥白尼生活的时期，到意大利留学已成为波兰很常见的现象。凡是物质条件允许的波兰人，都争相越过阿尔卑斯山到意大利求学深造，也有纯粹出于好奇心而周游世界的。当时能够出国留学的，首先是有钱的贵族子弟和小市民子弟，当然，也少不了神职人员的孩子，还有个别得到富人资助的农民子弟。罗马教堂里有不少波兰人，其中有波兰国王派来控告十字骑士团的使者，也有波兰主教团的代表。这些人回到波兰时不仅为国内同胞带去了广泛的关于外部世界的信息；同时也带去了新时代的精神，使许多同胞受人文主义感染，于是又有更多的人踏上这条往返之路。
哥白尼在博洛尼亚已经不用再从基础专业即人文学系学起，因为他已经在克拉科夫学完了人文学专业。在哥白尼读书期间，博洛尼亚大学的生活空前活跃，学术辩论十分盛行，而且时常伴有嬉笑、起哄和冲突发生。甚至在“德国同乡会”内部也多次发生冲突。波兰人、匈牙利人和勃艮第人结成联盟反对德国人，而德国人则反对匈牙利人、西西里人和伦巴第人。类似冲突在其他一些大学，其中包括克拉科夫学院，也都曾发生过。
哥白尼兄弟俩在博洛尼亚是能够过世俗生活的，并可以参加当时非常时髦的交际活动。他们虽然是神甫，但除了学习知识外，却没有任何宗教义务。他们尽情地享受了博洛尼亚世俗生活的乐趣。当时他们都是世俗打扮，蓄着胡子，只是在参加隆重的宗教仪式时，才穿上罗马法学系的学生制服（深色的外袍和帽子）。生活过得很舒畅，有时甚至超出了他们的生活水平。弗龙堡大教堂教长兼圣徒首脑驻瓦尔米亚全权代表伯纳德·斯库尔泰蒂神甫在寄给哥白尼舅舅的一封信中写道：“哥白尼兄弟俩都欠债”。虽然他们曾经从弗龙堡神甫会得到过一笔不小的款子，并且还从舅舅那里拿到45马克。当瓦尔米亚神甫会的秘书耶日·普兰格途经博洛尼亚时，哥白尼兄弟俩都想办法向他借钱。安杰伊甚至威胁说，如果实在没有钱，他就采取为外国人服务的办法挣钱。后来斯库尔泰蒂从罗马的一家银行里为他们借到了利息很高的100个杜卡特，但这笔钱也没用多久。一个月后斯库尔泰蒂在寄给哥白尼舅舅的一封信中写道：“您的外甥们完全像普通大学生一样，忍受着长期缺钱的痛苦。”哥白尼兄弟俩作为外国人在博洛尼亚是不能过分胡来的，因为市政当局对来自阿尔卑斯山以北地区的人会特别关注。
哥白尼兄弟俩作为法律系学生并没有任何特殊的地方，都是按规定进行学习，并且通过了各种必需的考试。无论在教会法规方面，还是在以罗马法律为基础的世俗法律方面，他们都达到了最高水平。在博洛尼亚学习期间，哥白尼学到的法律知识，对他后来作为瓦尔米亚行政官员从事公务活动和国务活动都有很大益处。哥白尼在博洛尼亚除了学到许多法律知识以外，还学会了希腊语。他能学好希腊语，在很大程度上要感谢被称为“乞丐”的安东尼·乌尔塞乌斯。正是安东尼·乌尔塞乌斯点燃了哥白尼对整个希腊古典文学的巨大热情，其中最使哥白尼着迷的是欧几里得和阿基米德这样一些希腊学者的著作。
哥白尼兄弟俩终于等来了一笔相当可观的钱款，然而，当他们得知这笔钱不是供他继续学习的费用，而是他们返回弗龙堡神甫会的路费时，使他们感到惊讶和失望。即使这样，他们的学习也还是拖长了一年，因为原准备让他们在博洛尼亚学习三年。在1501年7月28日，哥白尼兄弟俩回到了弗龙堡神甫会，但他们心里仍然期待能再次获得继续学习的休假机会。经神甫会研究，认为安杰伊比较适于继续学习，于是为他延长了用于学习的休假时间。最后哥白尼靠舅舅的帮忙，也得到神甫会许可，再去学习两年医学，但附有一个条件，那就是学完后要担任主教和弗龙堡神甫会神甫的专职医生。
哥白尼在国内作短暂逗留以后，又踏上了他熟悉的通往意大利的道路。要学医，本来到国内的克拉科夫也可以，但哥白尼十分热爱充满阳光的意大利和意大利的文化。他喜欢在人文主义的发源地获取知识。他选择了当时欧洲最著名的帕多瓦大学就读，许多著名医学专家在这所大学任教。法国蒙彼利埃大学从13世纪起在欧洲也享有类似的声誉，但当时学医的学生大多还是愿意到意大利去，向往这个人文主义的发源地。哥白尼兄弟俩相互做伴几年之后，此次在意大利开始分道扬镳，哥白尼前往帕多瓦，而安杰伊则直奔罗马。
帕多瓦属于威尼斯共和国。当时威尼斯共和国是一个强国，在政治和外交方面都有举足轻重的地位。这里经济相当繁荣，做生意致富的市民也有了献身艺术的愿望，这就为文化发展提供了良好的条件。帕多瓦大学创建于13世纪，略晚于博洛尼亚大学。帕多瓦大学没有单设的医学系，只是在人文学系中有一个医学专业，所以哥白尼必须在人文学系进行注册登记。该系的系主任是庞波尼乌斯，他新著的《论灵魂的不朽性》影响很大。他要求赋予学者以研究宗教教义的权力，这在当时来说，可谓非常大胆的主张。这位系主任的观点十分符合哥白尼的想法。在这种气氛中，哥白尼能公开发展自己的爱好，并大胆地创立和发展自己的学术理论。
帕多瓦大学每年都进行一次人体解剖示范，借以讲解盖伦的理论。解剖课在专门的解剖楼进行。解剖楼由几名贫穷的学生管理，他们通过这种办法挣钱来维持自己的生活和学习。医学专业的学生都要出钱用作维护这座解剖楼的费用。大学校长有义务在每年二月份以前，按时向解剖楼提供男尸和女尸。大学生只有在入学后的第三学期，也就是获得足够的理论知识以后，才能上解剖课。尸体解剖由专门的外科医生进行，一名普通教授在旁边朗读解剖学教科书上的课文，而另一名高级教授负责讲解。