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在这个学校度过了第一学年之后，米尔斯的思想已经初具雏形：信奉理性和科学，对传统等级制度极度厌恶，以及对社会学学习的愿望。不过随后在德克萨斯大学的学习对米尔斯思想的形塑有更大的作用。在这里他接触到芝加哥学派实用主义、芝加哥学派社会学、制度学派等各种学术流派，其中的芝加哥学派实用主义对米尔斯的影响尤为重要。受芝加哥学派的影响，米尔斯一直认为人文科学之间有着密切的联系，反对将社会学看做是一种与社会调查截然分开的专业化学科。在1938年底米尔斯说：“我的思想启蒙之父是实用主义，当我意识到时我已身处其中。 ”
在德克萨斯大学学习期间米尔斯建立起了一种历史的和宏观的社会学方法论，这将他与战后的大多数致力于对社会进行精密分析的人文科学学者区别开来。不同于以乔治•伦德伯格为代表的一些社会学家主张依照自然科学建立社会学的研究方法，米尔斯认为没有哪种研究方法是普适的，人类也不会像其他自然客体那样行动。社会学家的研究应该针对社会实体，社会学理论应该来自于具体的实践，“真正适用于社会实体的社会学方法规范来自于社会调查” 。米尔斯也不赞同学科间明确的界限划分，而一直致力于跨学科的研究。不过此时的米尔斯与同时代的大多社会学家一样，都认为规范社会学的研究范式是首要的，米尔斯对实用主义的兴趣主要在于用它来修正“社会学混乱的方法论” 。
19世纪末，社会学在美国成为正式学科，实用主义哲学在这一研究领域的运用促进了美国社会学的本土化发展。尽管如此，美国的社会学仍处于方法论的混乱之中。在1938年帕森斯写道：“我们都深有同感，必须先解决眼前混乱的局面，否则将寸步难行。 ”然而这种研究方法混乱的状况却恰恰吸引了米尔斯。1939年米尔斯同时获得了社会学学士学位和哲学硕士学位，同年他拒绝了芝加哥大学哲学系的邀请，进入威斯康星大学学习社会学。威斯康星大学的奖学金虽然也影响着米尔斯的考量，但对于年轻有抱负的米尔斯来说此时的社会学无疑有着更大的吸引力。相对于已经发展得高度规范、专业化的哲学，此时缺乏理论规范的社会学仍是一门相对更为开放的学科。米尔斯第一篇正式发表的文章就被美国高级期刊《美国社会文化》采用，显示出米尔斯的才能在社会学领域的广阔前景。
米尔斯以方法论研究为敲门砖进入了社会学领域，进入威斯康星大学之后却逐渐远离了方法论的研究，他将学生时代显示出的非凡志向日渐转移到了政治问题研究上。早年米尔斯并不关注政治，而是醉心于社会学理论的研究。他将学生时代的自己描述为“没有人情的自我主义者 ”，他将“没有人情”解释为社会学所需的客观冷静。在1936年给他父母的信中，米尔斯提到了德克萨斯大学的政治动乱，表示他无意参加，不过是将此时的校园看做是“社会学家的实验室”而着迷 。但是在威斯康星大学期间，米尔斯结识了汉斯•葛斯，这对米尔斯的研究兴趣转变有着重要的影响。后者是法兰克福学派曼海姆的学生，并将韦伯的思想介绍给米尔斯，他们合著了马克思•韦伯文选。在此影响下米尔斯对研究宏观的社会结构兴趣渐浓。到了40年代早期米尔斯开始关注权力和社会结构的问题，并认为这些问题亟待解决。二战的爆发给了米尔斯很大的震动，米尔斯后来回忆说“第二次世界大战使我对政治兴趣大增，对它的思考成就了一个激进的我。 ”