王立美術院でも才能を示し、さまざまな援助を受けて、修行を続けた。1855年の外国への留学奨学資金が得られる展覧会に参加するが、それには入選しなかった。この時期、スウェーデンより進んだ美術教育が行われていたデュッセルドルフ美術アカデミーに北欧の美術家たちは留学するようになっていてマルムストレムも1856年から2年間、デュッセルドルフで修行した。デュッセルドルフで描いた絵画をスウェーデンの展覧会に出品し、賞を受賞し王立美術院から海外留学の資金援助が得られるようになった。デュッセルドルフでは、ノルウェー出身の画家、ハンス・フレデリック・ギューデ（Hans Fredrik Gude）に学び、しばらく訪れたパリではトマ・クチュールに学んだ。
