१९२८ च्या जून महिन्यामध्ये, इरावतीबाई पीएचडी करण्यासाठी जर्मनीला जाण्यासाठी मुंबई बंदरातून निघाल्या. जाते वेळी, साहजिकच त्यांच्या मनात काहीशी अस्वस्थता होती. प्रथमच पती, कुटुंब आणि मित्रमंडळींपासून दूर, परदेशात एवढ्या प्रदीर्घ काळासाठी त्या जात होत्या. मुंबईहून निघालेले त्यांचे पॅसेंजर स्टीमर वाटेत कोलंबो आणि एडनमध्ये थांबत, हॅम्बर्गच्या बंदरात पोहोचले. हॅम्बर्गहून त्या ट्रेनने बर्लिनला गेल्या.

बर्लिनमध्ये इरावतीबाईंनी पूर्वी कधीही न पाहिलेले विशाल शहर अनुभवले. शहरातील विस्तीर्ण रस्ते, वाहनांची वर्दळ, शहराची वास्तुकला, भव्य इमारती आणि आकर्षक दुकाने पाहिली. परंतु त्याच जोडीला शहराच्या काही भागांतील गलिच्छ गल्ल्या, अरुंद आवार आणि दाटीवाटीने राहणारी कुटुंबे त्यांना दिसली. शहराचा हा विरोधाभास इरावतीबाईंना प्रकर्षाने जाणवला. त्यांना बर्लिनमध्ये सर्वाधिक त्रासदायक वाटलेली गोष्ट म्हणजे तिथले भिकारी. हे भिकारी मुख्यत्वे युद्धात जखमी झालेले, अपंग पुरुष असत. जर्मनीच्या तत्कालीन परिस्थितीचे विदारक रूप त्यांच्या नजरेस पडले. जर्मन लोकांमधला ज्यू लोकांबद्दलचा द्वेषदेखील तीव्रतेने जाणवला.

दिनकर जर्मनीमध्ये राहत असताना एका वृद्ध महिलेशी त्यांची ओळख झाली होती. इरावतीबाईंना देखील या बाईंनी बर्लिनमध्ये असताना खूप मदत केली. त्यांना जर्मन स्वयंपाक शिकवला. इरावतीबाई संपूर्ण शाकाहारी होत्या, परंतु परिस्थितीशी जुळवून घेण्याच्या त्यांच्या स्वभावाने त्यांनी मांसाहार सुरू केला. कैझरदाम या प्रसिद्ध ठिकाणाच्या जवळच त्यांनी एक छोटेसे घर भाड्याने घेतले. एक खोली आणि स्वयंपाकघर एवढाच त्या घराचा विस्तार असला तरी जागा अतिशय प्रसन्न होती. 

बर्लिन शहरात स्थित फ्रेडरिक विल्हेम विद्यापीठात पीएचडीच्या संशोधनास इरावतीबाईंनी सुरुवात केली. त्या काळी भारतातून परदेशी जाऊन संशोधन करणे दुरापास्त होते. त्यांनी जर्मनीला येण्यापूर्वीच जर्मन भाषेचा अभ्यास केला होता. त्यात दिनकर यांचे मार्गदर्शन त्यांना लाभले होते. त्या दरम्यान जर्मनीत हुकुमशाह अडॉल्फ हिटलरच्या नेतृत्वाखाली नाझी विचारसरणीचा उदय होत होता. अर्थात हिटलरने तोपर्यंत सत्ता हस्तगत केलेली नसली, तरी त्याचा प्रभाव वाढत असण्याचा तो काळ होता. हिटलरने स्वतःला आणि जर्मन वंशाला ‘आर्य’ म्हणून श्रेष्ठ मानले होते. त्याच्या या वंशवादी धोरणांतर्गत ‘युजेनिक्स’ (Eugenics) म्हणजे शुद्ध वंशसंवर्धनाची वैज्ञानिक संकल्पना त्या काळातील संशोधनाचा केंद्रबिंदू बनली होती. हिटलरच्या क्रूर नीतीअंतर्गत, ‘शुद्ध वंश’ पुढे न्यायचा आणि कनिष्ठ मानल्या जाणाऱ्या वंशांना संपवायचे, हा हेतू बळावत होता, म्हणूनच युजेनिक्सच्या माध्यमातून हिटलरने ‘शुद्ध वंशसंवर्धन’ करण्याचा प्रयत्न केला. विशिष्ट वंशाच्या लोकांचे प्रजनन प्रोत्साहित करणे आणि कनिष्ठ मानल्या जाणाऱ्या वंशांच्या लोकांवर सक्तीची नसबंदी लादणे, हे त्याचे उद्दिष्ट होते. याच विचारसरणीने प्रेरित होऊन पुढे नाझी जर्मनीने ‘होलोकॉस्ट’ सारखा अमानुष नरसंहार घडवून आणला.

मानवी इतिहासात धक्कादायक ठरलेल्या हिटलरच्या उदयाच्या काळात इरावतीबाई जर्मनीमध्ये पीएचडीसाठी आल्या होत्या. युजेनिक्स या संकल्पनेस मानणारे मानववंशशास्त्रज्ञ ऑयगेन फिशर हेच इरावतीबाईंचे पीएचडीच्या प्रबंधासाठी मार्गदर्शक म्हणून नियुक्त झाले. फिशर प्रसिद्ध जर्मन मानववंशशास्त्रज्ञ आणि युजेनिस्ट होते. त्यांनी आफ्रिकेतील मिश्र वंशांच्या लोकांवर संशोधन करून ‘वंशीय शुद्धता’ आणि ‘वंशीय स्वच्छता’ (Racial Hygiene) यासारख्या संकल्पना मांडल्या. त्यांनी वंशसंकर (Race-Mixing) रोखण्यासाठी नसबंदी व वंध्यत्वकारी उपाय सुचवले. या संशोधनातून नाझी जर्मनीने आपल्या वंशवादी धोरणांना वैज्ञानिक आधार मिळवण्याचा प्रयत्न केला.

ऑयगेन फिशर यांनी इरावतीबाईंना वंश आणि कवटीच्या विषमतेसंबंधी संशोधन करण्याचे काम दिले. फिशर यांच्या मते, युरोपियन वंशीय लोकांचे उजवे मेंदू इतर वंशांच्या तुलनेत अधिक विकसित असतात, त्यामुळे ते तर्कसंगत विचार करण्यात अधिक प्रगत असतात. हा सिद्धांत सिद्ध करण्यासाठी इरावतीबाईंना वेगवेगळ्या वंशांच्या एकूण १४९ कवट्यांचे मोजमाप घ्यावे लागले. त्या कवट्या रवांडा, टांझानिया, पापुआ न्यू गिनी, सोलोमन आयलंड यांसारख्या ठिकाणांहून आलेल्या होत्या. मात्र, त्यांच्या संशोधनातून फिशर यांचे गृहीतक चुकीचे असल्याचे स्पष्ट झाले. युरोपियन वंश व बुद्धिमत्ता यांमध्ये कोणताही शारीरिक संबंध नाही, हे सिद्ध झाले. 

इरावतीबाईंच्या संशोधनाचा निष्कर्ष फिशर यांच्या विचारसरणीला धक्का देणारा होताच, परंतु तो नाझी विचारसरणीच्या विरोधात जात असल्याने फिशर अस्वस्थ झाले. त्यांनी इरावतीबाईंना पीएचडी पूर्ण करण्यासाठी केवळ किमान गुण देऊन पुढे जाण्यास भाग पाडले. इरावतीबाईंना फ्रेडरिक विल्हेम विद्यापीठातून १९३० साली पीएचडी पदवी प्रदान करण्यात आली. आपल्या संशोधनातून वैज्ञानिक दृष्टिकोनाच्या माध्यमातून मानवजातीसाठी मारक ठरू पाहणाऱ्या गृहीतकास व सिद्धांतास इरावतीबाईंनी धैर्याने बगल दिली. वंश, वर्ण आणि बुद्धिमत्ता यांमधील संबंधांविषयीचे सत्य वैज्ञानिक पद्धतीने समोर आणले. त्यांचे निष्कर्ष एकूणच नाझी जर्मनीच्या विचारसरणीच्या विरोधात होते, त्यामुळे हा निर्णय खचितच धाडसाचा होता. त्यामुळेच त्यांचे कार्य मानववंशशास्त्राच्या इतिहासात क्रांतिकारक मानले गेले. 

इरावतीबाईंचे संशोधन संपत आल्यावर दिनकर कर्वेही जर्मनीला आले. १९२० साली त्यांनी लाइपजिग येथे रसायनशास्त्रात पीएचडी केली होती. तेव्हा ते सेबास कुटुंबात पेईंग गेस्ट म्हणून राहत असत. दिनकर यांचे या कुटुंबाशी चांगले संबंध होते. त्यांना भेटण्यासाठी दिनकर व इरावती यांनी लाइपजिग शहराला भेट दिली. त्यानंतर दोघेही भारतात परत आले.

इरावतीबाईंना जर्मनीमध्ये संशोधनाचा अनुभव तर मिळालाच, परंतु एका वेगळ्या संस्कृतीत राहण्याचा अनुभवही गाठीशी आला. जर्मनीतील समाजात होत असलेले राजकीय बदल जवळून पाहण्यास मिळाले. त्या अनुभवातून जगाकडे पाहण्याचा एक नवा दृष्टिकोन त्यांना लाभला.