בשנת 1922 נסע למצרים ללימודים באוניברסיטת קהיר. הוא השלים דוקטורט בנושא "היהודים בערב בתקופת הופעת האסלאם" (בערבית). הדיסרטציה שלו יצאה לאור כספר בשנת 1927 בהוצאת "חברת הפרסומים והתרגומים" של מצרים. חברה זו הוציאה לאור לימים גם את ספריו האחרים בערבית - ספרו על תולדות השפות השמיות (1929) וספרו על הרמב"ם (1935). כמו כן, את ההקדמה לספרו על הרמב"ם כתב המופתי של מצרים, השייח' מוסטפא עבד אלראזק. אחד ממוריו של בן-זאב באוניברסיטת קהיר היה האינטלקטואל הערבי הנודע טה חוסיין, ששימש גם כאחד מהבוחנים של עבודת הדוקטורט שלו וכתב לה את ההקדמה כשזו התפרסמה כספר. השניים שמרו על קשרי ידידות גם בשנים מאוחרות יותר כאשר ד"ר בן-זאב עבד כמרצה באוניברסיטת קהיר בזמן שטה חוסיין היה ראש הפקולטה למדעי הרוח. בשנת 1928 פרסם בן-זאב גרסה עברית לעבודת הדוקטורט שלו, בספר בשם "היהודים בערב". בשנת 1931 פרסם חוברת בשם "על התפִלה" - על התפילה ביהדות.לאחר שהשלים לימודיו בקהיר, נסע ללימודים בגרמניה ולמד מדעי המזרח באוניברסיטאות ברלין ופרנקפורט. בשנת 1932 השלים תואר דוקטור שני עם דיסרטציה בגרמנית בנושא המתאסלם היהודי כעב אלאחבאר מהחג'אז במאה השביעית, על פי מקורות החדית'. הדיסרטציה התפרסמה מאוחר יותר כספר בהוצאת אוניברסיטת פרנקפורט.
באיזה שנה נסע ישראל בן-זאב ללמוד במצרים?
בשנת 1922 