1922年5月，吴贻芳接到美国密执安大学的来信，信中告诉她，经过该校校长的大力推荐，决定接受她去该校学习。当年8月，吴贻芳就来到密执安大学，进入该校研究生院生物系学习。

吴贻芳从小上的是教会学校，自立意识较强，她很快就熟悉并适应了密执安大学的一切。她的英文基础非常好，学的又是自己喜欢的专业，所以成绩自然是出类拔萃的。但她并不满足这些，她深知这样的学习机会来之不易，所以十分珍惜。为了采集标本，她将积攒下的钱买了一辆破旧的福特牌汽车，经常驾驶这辆老旧的汽车外出收集标本，进行考察，成了校园内一道独特的风景。

吴贻芳的勤奋和热情很快赢得了中国留学生们的好感。1924年，她被推荐为北美中国基督教学生会会长，1925年又当选为留美中国学生会副会长。从这里也可以看出吴贻芳的社会活动能力不一般。

1925年，国内发生了五卅惨案，当时美国的各大报纸都刊登了这些消息。吴贻芳在紧张的学习中仍然注视着事态的发展，她多么希望祖国能够强大起来，不再受人欺侮。1926年的某一天，一个外国的总理应邀来校演讲，听讲的师生有4000多人。在演讲中，这位总理十分傲慢地声称：“中国不能算为一个近代国家，邻近的亚洲国家应当就近移民到中国去。”这是典型的赤裸裸的侵略理论，这里所谓的“移民”，就是殖民的另一种说法。

同时，这位总理在言辞中对中国人还颇多讥讽，在场的中国留学生闻之哗然，群情激奋。吴贻芳更是气愤，认为这是对中国人的极大污蔑。

这天晚上，吴贻芳连晚饭也没有吃，奋笔疾书，写了一篇批驳文章，刊登在学生自己编辑出版的《密执安大学日报》上。中国同学读了觉得十分解气，认为写得好，美国同学和其他国家的留学生见了她也表示赞许。但是吴贻芳深知，只有祖国真正强大起来，国际上这种轻视中国人的现象才会彻底消除，从此下定了教育救国的决心。回国后，她于1928年受聘于母校金陵女子大学，先后主持校务23年。