Hijo de un político tradicionalista, se hallaba en Roma gestionando su secularización cuando sobrevino la guerra. Allí contrae matrimonio con la también donostiarra Carmen Castro Madinabeitia, hija de Américo Castro y nieta del Dr. Juan Madinabeitia. La pareja marcha luego a París donde Zubiri realiza estudios de historia, lenguas clásicas (incluidas las babilónicas) y matemáticas. En la capital francesa conoció a Severo Ochoa con el que le unió una gran amistad.