Nguyễn Sĩ Dũng thi đạt điểm tuyết đối khoa Văn trường Đại học tổng hợp, sau đó nhận được học bổng của nhà nước Việt Nam du học ở Liên Xô, học chuyên ngành tiếng Anh.[6]

Sau khi tốt nghiệp đại học với thành tích xuất sắc, ông tiếp tục làm nghiên cứu sinh ngành Giáo dục học ở Liên Xô.[6]

Ông có bằng phó tiến sĩ Giáo dục học tại Trường Đại học Sư phạm Ngoại ngữ, Nga.[3][8]

Nguyễn Sĩ Dũng từng thực tập tại Nghị viện Australia.[3]