ต่อมาสมเด็จย่าได้เข้าเรียนในโรงเรียนสำหรับเด็กหญิง ที่ตั้งที่

วัดอนงคาราม ทรงเรียนอยู่ไม่ถึงปีโรงเรียนก็ปิด พระองค์จึงเข้าเรียนที่โรงเรียนศึกษานารี ทรงเรียนอยู่ได้เดือนกว่าๆ เท่านั้น ก็ทรงลาออก เพราะทางบ้านไม่มีเงินพอที่จะเสียค่าเล่าเรียน ด้วยพระอุปนิสัยที่ชอบการเรียนรู้และการอ่านหนังสือตั้งแต่ยังทรงพระเยาว์ สมเด็จย่าจึงทรงเฉลียวฉลาด

และมีคุณลักษณะโดดเด่นกว่าบรรดาผู้อยู่ในวัยเดียวกัน

เมื่อสมเด็จย่าพระชนมายุได้ 7-8 พรรษา ได้ถูกนำเข้าถวายตัวเป็นข้าหลวงชั้นสองในสมเด็จเจ้าฟ้าวไลอลงกรณ์ กรมหลวงเพชรบุรีราชสิรินธร และสมเด็จพระศรีสวรินทิราบรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ต่อมาสมเด็จย่าทรงถูกส่งไป เป็นนักเรียนประจำที่โรงเรียนของหม่อมเจ้าหญิงมัณฑารพ  กมลสาสน์ เมื่อโรงเรียนเลิกกิจการในอีก 1 เดือนต่อมา ก็ทรงถูกส่งไปยังโรงเรียนแห่งหนึ่งที่อยู่ ใกล้กับพระบรมมหาราชวัง ซึ่งอีก 2-3 เดือนต่อมาโรงเรียนก็ปิดกิจการอีก จึงถูกส่งไปยังโรงเรียนสตรีวิทยา โดยให้ไปประทับอยู่บ้านคุณหวน  หงสกุล

ที่อยู่ข้าง วัดมหรรณพพาราม คุณหวนเป็นพระพี่เลี้ยงในสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้ามหิดลอดุลยเดช กรมขุนสงขลานครินทร์ พระราชโอรสในพระบาทสาเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และสมเด็จพระศรีสวรินทิรา บรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ในระหว่างนั้น สมเด็จย่าทรงถูกเข็มเย็บผ้าตำฝ่าพระหัตถ์ จึงทรงย้ายไปประทับที่บ้านพระยาดำรงแพทยคุณ เพื่อผ่าตัดฝ่าพระหัตถ์ สมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ ทรงเล่าไว้ในพระนิพนธ์ “แม่เล่าให้ฟัง” ว่า

“...ในระหว่างที่เรียนซ้ำชั้นประถมปีที่ 3 อยู่ เจ้าคุณดำรงฯ มาถามแม่ว่า อยากเรียนเป็นนางพยาบาลไหม แม่รับทันที ในสมัยนั้นผู้หญิงไม่มีอาชีพที่จะเลือกมากนัก เมื่อจบประถมปีที่ 3 แล้วจะมีชั้นมัธยมปีที่ 1 ถึงปีที่ 3 เท่านั้น ถ้าอยากเรียนต่อก็ต้องเรียนเป็นครู เวลานั้นโรงเรียนแพทย์ผดุงครรภ์และหญิงพยาบาลแห่งศิริราชมีผู้หญิงเรียนอยู่น้อย ในการเข้าไม่มีกฎเกณฑ์มาก เพียงแต่อ่านออกเขียนได้ก็พอแล้ว  เพื่อสนับสนุนให้มาเรียน ยังมีการให้เงินเดือนละ 15 บาทต่อคน จำนวนเงินนี้เพียงพอสำหรับค่าอาหารตลอดทั้งเดือน”

การที่สมเด็จย่าทรงตัดสินพระทัยเข้าโรงเรียนแพทย์ผดุงครรภ์และหญิงพยาบาลแห่งศิริราชในครั้งนี้ นับว่าเป็นหัวเลี้ยวสำคัญในชีวิตของพระองค์ เพราะกาลเวลาต่อมา ทรงได้รับทุนไปศึกษาต่อ ณ ประเทศสหรัฐอเมริกา