对一个研究生而言这是不同一般的成就。1925年，诺伊斯给了鲍林最后一次考验，要他指导十几个本科生进行一些创新的研究——这是诺伊斯让未来化学家尽早接触实验室计划的又一组成部分。在这项工作中，鲍林又一次获得了成功。本科生们干得相当不错，其中一名一年级新生埃德温·麦克米伦还与鲍林合作写了一篇论文。（麦克米伦后来赢得了诺贝尔化学奖——先于鲍林。）

    到了研究生三年级，鲍林在教室和实验室里表现出来的独立思维和动手能力给诺伊斯以及加州理工学院的所有人都留下了深刻的印象。他把以前发表过的五篇论文汇集为一篇博士论文，题目是“用Ｘ射线确定晶体结构”，并在1925年6月获得了化学博士学位，辅修物理和数学。

    鲍林的出色表现源出于他的勤奋。他记得在加州理工学院第一年的日程安排：“我想，我一周上45个小时的课（在某些大学里算15个学时），主要是高等物理和数学课程。后来系里规定兼课的研究生只能上30小时的课。另外我还花大量时间进行研究。晚饭后我就回到实验室，一直工作到大约晚上11点。周六和周日我总是全天工作。”

    他第一年的室友埃米特记得，鲍林的工作比他说的还要多。他们合用一张床，轮流睡觉。照埃米特的说法，鲍林总是凌晨3点从实验室回来，那时埃米特正好起床开始学习。

    每天晚上在实验室里，鲍林都要给爱娃·海伦写一封信。绵绵书信缩短了他们之间的距离，鲍林发现自己非常想念爱娃。不出几个月，他们就决定不再等待，也不顾双方家长的反对，在鲍林入学的第一年底结婚。

    1923年春天，鲍林花50美元买下了迪金森用了七年的t型福特车，在街上转了几圈算是学会了驾驶。6月，他一路北上俄勒冈参加婚礼。“我原打算天黑就休息，”他回忆说，“但是我急切地想早日回到俄勒冈，所以就想，为什么不一直开下去呢？”半夜时分，鲍林驾着旧车在西斯基由山脉的崎岖山路上疾驰。为了让头灯发光，他得保持高速行驶，不小心一下子把车开进了路边的一个大坑。车最终停了下来，人也被颠倒了过来，一块车顶支架的碎木片还扎进了他的大腿。他挣扎着爬了出来，包扎了伤口，熬了一夜等待别人来救援。第二天一早，救援的人终于来了。刚把车修好，他又上路了，回到家刚好赶上婚礼。

    婚礼在塞勒姆爱娃的姐姐家中举行。这是一个小型的家庭婚典，双方母亲都暂时把不悦放在一边参加了。鲍林高中时的朋友杰夫列斯是他的男傧相。在俄勒冈小镇科瓦利斯度过了一天的蜜月之后，鲍林又开始了暑期打工，还是测试铺路材料。新婚夫妇先在波特兰与鲍林的母亲一起生活，爱娃尽量地讨好贝莉——但她从未完全成功过。随后她又和鲍林一路追随筑路工人穿行于华盛顿州和俄勒冈州，每到一地都住在临时租来的房子里。

    爱娃的才智早就打动了鲍林。比如鲍林在加州理工学院写给爱娃的一封信中提到泡菜中含有醋酸；她回信说：“谁都知道泡菜中没有醋酸，而是乳酸。”指出以前的教授在他本人专业中的错误是需要有勇气的，而且这类情况以后还会发生。一天工作下来，为了打发时间，鲍林翻开一本从当地图书馆借来的智力测试书，与妻子一起解答其中的问题。“我吃惊不小，”多年以后，在一次与爱娃同时接受采访时他说道，“我发现自己的新娘解数学题的速度比我还快，而且在多数场合答案比我的要正确。后来我想幸好没有在结婚前就发现这本书……不然可能会影响我的虚荣心。”

    “你指的是伤害你的自尊心吧，”爱娃回答。

    1923年秋天，鲍林把新娘带到了加州理工学院，搬进了校园边的一套小公寓。鲍林又恢复了老的工作习惯，选修了许多课程并把大多数晚上和周末都扑在实验室里