دخل غيفارا جامعة بوينس آيرس عام 1948م لدراسة الطب. وفي عام 1951م، أخذ إجازة لمدة سنة للشروع في رحلة يعبر فيها أمريكا الجنوبية على الدراجة النارية مع صديقه ألبيرتو غرانادو. كان الهدف النهائي يتمثل في قضاء بضعة أسابيع من العمل التطوعي في مستعمرة سان بابلو لمرضى الجذام في البيرو على ضفاف نهر الامازون. في الطريق إلى ماتشو بيتشو التي تقع عاليا في جبال الأنديز، شعر غيفارا بالذهول لشدة فقر المناطق الريفية النائية، حيث يعمل الفلاحون في قطع صغيرة من الأراضي المملوكة من قبل الملاك الأثرياء. في رحلته أبدى غيفارا إعجابه بالصداقة الحميمية بين أولئك الذين يعيشون في مستعمرات الجذام، قائلا "إنه أعلى أشكال التضامن البشري والولاء الذي ينشأ بين الناس في ظل الوحدة واليأس من هذا القبيل."استخدم غيفارا المذكرات التي اتخذها خلال هذه الرحلة لكتابة كتاب بعنوان يوميات دراجة نارية والذي أصبح أفضل كتاب مبيعا كما وصفته نيويورك تايمز، حيث نال لاحقا جائزة في 2004م عن فيلم مقتبس منه يحمل نفس الاسم.
وفي نهاية هذه الرحلة وصل غيفارا إلى استنتاج بأن أمريكا اللاتينية ليست مجموعة من الدول المنفصلة، ولكنها كيان واحد يتطلب إستراتيجية تحرير على نطاق القارة. كان مفهومه عن الولايات المتحدة لقارة أمريكا من أصل إسباني بلا حدود والتي تتقاسم تراثا لاتينيا مشتركا، موضوعا بارزا تكرر خلال نشاطاته الثورية لاحقا.
لدى عودته إلى الأرجنتين أكمل دراسته وحصل على شهادة الطب في يونيو 1953م مما جعله رسميا "إرنستو غيفارا". ومن خلال أسفاره إلى أمريكا اللاتينية، استنتج غيفارا وجود "اتصال وثيق بين الفقر والجوع والمرض" مع "عدم القدرة على علاج طفل بسبب عدم وجود المال" و"غيبوبة استفزاز الجوع المستمر والعقاب" التي تؤدي بالأب إلى "قبول فقدان الابن على أنه حادث غير مهم". أقنعت هذه التجارب التي يستشهد بها غيفارا، أنه من أجل "مساعدة هؤلاء الناس"، يحتاج إلى ترك مجال الطب، والنظر في الساحة السياسية بحثا عن الكفاح المسلح.