1936～1937年，周培源利用清華大學的科研休假假期到美國新澤西州的普林斯頓高級研究院，參加由愛因斯坦親自主持的廣義相對論高級研討班，成為中國唯一一位在愛因斯坦身邊長期從事相對論研究工作的人。

20世紀30年代中后期，物理學的熱門在原子核物理、量子力學上，廣義相對論的研究處于低潮。正因為如此，研討班只有20多個人，而且多數(shù)是年輕的物理學家。愛因斯坦每周都來參加研討會，但他并不系統(tǒng)地講課，而是經(jīng)常介紹他手頭上的工作。也就是在此期間，愛因斯坦和他的兩個助手，用逐級逼近法建立了多體運動的理論，這是他對于廣義相對論的發(fā)展所作的最后一項重要貢獻。

愛因斯坦為人忠厚、謙虛，對年輕人總是熱誠幫助和鼓勵。每次無論誰作了學術報告，之后他總是誠懇地與大家討論，從不擺名教授的架子。出國之前，周培源正在研究的是愛因斯坦引力場論方程在各向均勻條件下的靜態(tài)解問題。在研討班活躍的學術氣氛中、在與愛因斯坦面對面地討論的啟發(fā)下，周培源在普林斯頓完成了關于引力場方程靜態(tài)解的研究并撰寫成論文在《美國數(shù)學》雜志上發(fā)表。

周培源在普林斯頓一年的經(jīng)歷，深刻地影響了他以后的研究工作。他不僅熟識了愛因斯坦，而且與愛因斯坦的助手之一——英費爾德成為好朋友。謙虛、和藹的愛因斯坦給周培源留下了畢生難忘的印象。

1937年5月，周培源結(jié)束了在普林斯頓的研究工作，準備回國。臨行前他專門向愛因斯坦辭行，并為愛因斯坦拍照。這也是唯一一張中國人為愛因斯坦拍攝的照片。