溫州的浙江省立第10 中學的一堂數學課，把蘇步青引向通往數學王國的路。從日本留學回溫州的楊老師在上數學課時，帶著憂國憂民的真情：“當今世界，弱肉強食。世界列強仰仗船堅炮利，對我國豆剖瓜分，鯨吞蠶食。中華民族亡國滅種的危險迫在眉睫。為了救亡圖存，必須振興科學。數學是科學的開路先鋒，為了發展科學，必須學習好數學。”楊老師的話，打動了蘇步青的心。從此，他的興趣從文學向數學轉移。有一次，蘇步青用20種不同的方法證明了一條幾何定理。校長洪泯初得知後，把蘇步青叫到辦公室，拍著他的肩膀說：“好好學習，將來送你留學。”到蘇步青中學畢業時，洪校長已調到北京教育部任職，但他仍關心蘇步青的學習，寄來了200元資助蘇步青留學。
1919 年，17歲的蘇步青買了一張去日本的船票，餘170元錢要維持3個月的生活，實在很艱難。他每天只能吃兩餐飯，無錢請日語老師，只好拜房東大娘為師。最後他用流利的日語回答了主考官的提問，以第一名的成績進入名牌學校——東京高等工業學校電機系。1924年，他又以第一名的成績考入日本東北帝國大學數學系，師從著名幾何學家窪田忠彥教授。1927年，大學畢業後，他又在課餘賣報、送牛奶、當雜誌校對和家庭老師，用所掙得的錢做學費，免試升入該校研究生院做研究生。並以堅強的意志，刻苦攻讀，接連發表了41篇仿射微分幾何和射影微分幾何方面的研究論文，開闢了微分幾何研究的新領域，被數學界稱作“東方國度上升起的燦爛的數學明星”。1931年3月，他以優異的成績榮獲該校理學博士學位，成了繼陳建功之後獲得本學位的第二個外國人。此後，國內外的聘書像雪片似的飛來，蘇步青一一謝絕。因為兩年前陳建功獲理學博士位時，曾約蘇步青到條件較差的浙大去。蘇步青說：“你先去，我畢業後再來。讓我們花上20年時間，把浙大數學系辦成世界第一流的數學系……”這興許就是蘇步青在全國高校院系調整時不願離開浙大的情緣。
走上工作崗位後，蘇步青在科研和教學上取得了令世人嘆服的光輝業績，除做研究生時發現的四次(三階)代數錐面，被學術界譽稱為“蘇錐面”外，後在“射影曲線論”、“射影曲面論”、“高維射影空間共軛網理論”、“一般空間微分幾何學”和“計算幾何”等方面都取得世界同行公認的成就，特別在著名的戈德序列中的第二個伴隨二次曲面被國內外同行稱為“蘇的二次曲面”。他還證明了閉拉普拉斯序列和構造(T4)，被世界學術界譽稱為“蘇(步青)鏈”。因此，德國著名數學家布拉須凱稱蘇步青是“東方第一個幾何學家”，歐美、日本的數學家稱他和同事們為“浙大學派”。的確，自1931年到1952年間，蘇步青培養了近100名學生，在國內10多所著名高校中任正副系主任的就有25位，有5人被選為中國科學院院士，連解放後培養的3名院士，共有8名院士學生。在復旦數學研究所，蘇步青更有谷超豪、胡和生和李大潛高足，形成了三代四位院士共事的罕見可喜現象。