Người ta đã phải mất rất nhiều công sức tìm hiểu mới có thể tìm tư liệu về GS Lê Văn Thiêm giai đoạn 1943-1946, nhưng lại không có nhiều thông tin về thời kỳ 1946-1949. Nhờ vào hai Giáo sư H. Esnault và E. Viehweg từ Đại học tổng hợp Essen, Đức, mới biết được thời gian GS Lê Văn Thiêm ở Đức.

Ông tốt nghiệp Thạc sĩ năm 1943 tại Paris, sau đó ông sang làm luận án Tiến sĩ tại Đại học Göttingen (Đức) với học bổng của Quỹ Alexander von Humboldt dưới sự hướng dẫn của nhà toán học Hans Wittich[2].

Luận án Tiến sĩ Toán học của ông về giải tích phức được bảo vệ thành công năm 1945 tại Đại học Göttingen với hồ sơ bảo vệ số Math.Nat.Prom. 0728. Tên của luận án là "Über die Bestimmung des Typus einfach zusammenhängender offener Riemannscher Flächen"[3], tạm dịch: "Về việc xác định kiểu của một diện Riemann mở đơn liên". Buổi bảo vệ được tổ chức vào ngày 4/4/1945, sau đó bằng tiến sĩ được trao vào ngày 8/4/1946 với điểm đánh giá trung bình: Giỏi[2]. Ông được xem là người Việt Nam đầu tiên có bằng Tiến sĩ Toán học[4].

Ông tiếp tục bảo vệ luận án Tiến sĩ Quốc gia ở Pháp năm 1949 tại Đại học Paris 11 với luận văn có nhan đề là "Sur le problème d'inversion dans la théorie de la distribution des valeurs des fonctions méromorphes"[5], tạm dịch: "Về bài toán ngược trong lý thuyết phân phối giá trị các hàm phân hình".

Ông có một thời gian làm việc cùng với GS. Rolf Herman Nevanlinna tại Đại học Zurich, Thụy Sĩ cho tới năm 1949.