Krebs cursa estudios universitarios en las Universidades de Göttingen, Freiburg y Múnich, donde se gradúa en Medicina en 1923. Durante su estancia en Freiburg entra en contacto con la investigación sobre el metabolismo animal y publica su primer artículo científico. Después de pasar por varios hospitales y centros de investigación, en 1925 Hans Krebs comienza a trabajar como Ayudante de Investigación de Otto Warburg, uno de los líderes europeos en investigación biomédica y futuro Premio Nobel de Fisiología y Medicina (1931). En el laboratorio de Warburg adquiere una sólida disciplina de trabajo y comienza a labrarse su reputación científica, hasta que se produce su marcha en 1930. En Abril de 1931, se incorpora a la Universidad de Freiburg e inicia las que serán algunas de sus más relevantes líneas de investigación sobre el metabolismo celular, aplicando técnicas manométricas a las células vivas conservadas en cortes histológicos. Uno de sus primeros grandes descubrimientos (junto a Kurt Henseleit) es el del ciclo de la urea en 1932, con el que revelan la serie de transformaciones que experimenta el amonio hasta convertirse en urea. Esta es una de las rutas claves de detoxificación celular, mediante la que las células eliminan parte de las sustancias tóxicas producidas durante su metabolismo. Después de este descubrimiento, que tuvo una gran acogida en la comunidad científica internacional, Krebs se centra en investigar los procesos de producción de amonio y la degradación de aminoácidos en las células. 

Pero toda esta actividad se detendría de manera abrupta. En 1933 la situación política y social en Alemania comienza a degenerar, en especial para la comunidad de origen judío, lo que paraliza completamente el trabajo y la vida personal de Krebs. Con la llegada al poder del Partido Nacional Socialista de Adolf Hitler en enero de 1933 comienza a desencadenarse una violenta campaña antisemita en todo el país. Gran parte de la población de origen judío es inicialmente confinada en arresto preventivo y guetos, para años después ser conducida a campos de concentración y exterminio. Como consecuencia de las leyes antisemitas promulgadas por el gobierno nazi, se prohíbe a personas con ascendencia judía formar parte del personal de Universidades y centros de investigación. En abril de 1933 Krebs es expulsado de su puesto en la Universidad de Freiburg.

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