W roku 1907 Ehrenfestowie przeprowadzili się do Petersburga, gdzie nawiązali znajomość z Joffem. Podczas pobytu w Rosji oboje żyli na uboczu głównych problemów nauki rosyjskiej, a Paul miał niewielkie szanse na zdobycie satysfakcjonującej go posady. Na początku roku 1912 Ehrenfest wyruszył z serią wykładów po uniwersytetach niemieckojęzycznych. Odwiedził Berlin, Lipsk, Monachium, Zurych i Wiedeń. Podczas krótkiego pobytu w Pradze nawiązał bliską znajomość z Einsteinem. Efektem podróży była propozycja objęcia katedry fizyki na Uniwersytecie w Lejdzie po ustępującym Lorentzu, złożona przez samego Lorentza.
Lejda thumb|250px|Ehrenfest ze studentami, od lewej: Gerhard Heinrich Dieke, Samuel Goudsmit, Jan Tinbergen, Paul Ehrenfest, Ralph Kronig i Enrico Fermi.
W październiku 1912 roku Ehrenfest przyjechał do Lejdy, gdzie 4 grudnia dał wykład inauguracyjny Zur Krise der Lichtaether-Hypothese (O kryzysie hipotezy eteru). Brał aktywny udział w życiu społeczności naukowej uniwersytetu, organizując koła i seminaria naukowe na wzór Getyngi. Zapraszał do Lejdy wielu młodych uczonych z innych uczelni, a swoich studentów wysyłał na staże zagraniczne.