布拉德利在高中时已经是全国同年龄段中的篮球高手，所以他选择在1961年秋天加入了杜克大学。但在夏季的一次棒球赛中，布拉德利的脚踝骨折，在重新抉择后，他选择进入了普林斯顿大学。虽然布拉德利有杜克大学的奖学金，但他并没有普林斯顿大学的奖学金。常春藤联盟的学校并不允许联盟中的学校给学生提供运动奖学金，但布拉德利家资殷实，足够他去普林斯顿大学深造。
布拉德利孩童时代的偶像，橄榄球运动员迪克-卡兹麦尔(Dick Kazmaier）曾在普林斯顿读书时赢得海斯曼杯（Heisman Trophy，最杰出大学橄榄球运动员奖）。而布拉德利则在普林斯顿篮球队中选择栏迪克曾穿过的42号球衣。大一的布拉德利场均得到30多分，并曾连续命中57个罚球。大学二年级的布拉德利则成长为一名明星级球员，这也是布奇-范布雷达科尔夫(Butch van Breda Kolff）教练执教普林斯顿大学老虎队的第一个赛季。
1963年，布拉德利入选体育新闻评选的全美第一阵容。而圣路易斯老鹰队表示，大二的布拉德利已经有足够的实力打职业篮球。美联社和United Press International也将布拉德利评选为第二阵容，这也意味着布拉德利已经是全美最优秀的大二篮球运动员之一。来年，体育新闻再次将布拉德利列为他们评选的最佳阵容中的一员，布拉德利也是全美最佳阵容中唯一的大三学生，并将布拉德利评选为年度最佳球员。
在1964年4月的的奥运会选拔中，布拉德利从他习惯的前锋位置上改到后卫位置，仍然以出色的表现打动教练，入选参加1964年东京奥运会的美国国家队，并取得冠军。这也是美国国家队在奥运会上的六连冠。
布拉德利在普林斯顿大学共得到2503分，场均30.2分，1965年获得每年一度颁发给全美顶级业余运动员的詹姆斯-E-沙利文奖（James E. Sullivan Award），布拉德利也是第一位获此殊荣的篮球运动员，也是继1934年径赛运动员Bill Bonthron之后，又一位获得此奖的普林斯顿大学学生。
布拉德利至今仍然保持常春藤联盟的一系列纪录，包括1253分的总得分，和场均29.83分的场均得分，罚球468罚409中，87.4%的罚球命中率等等。同时保持了常春藤联盟的多项赛季纪录，以及普林斯顿大学的校纪录。尽管布拉德利的得分能力超群，但他更愿意把球交给更靠近篮筐的队友。布奇-范布雷达科尔夫教练经常鼓励布拉德利不只是要成为优秀的一对一球队，比尔并不贪，至少在90%以上的情况下，当他持球，他会先考虑传球给自己的队友。
布拉德利的大学毕业论文以On That Record I Stand为名，论文以美国第三十四任总统哈利-S-杜鲁门为主要内容。毕业时，布拉德利获得了牛津大学伍斯特学院（Worcester College,University of Oxford）的罗兹奖学金。而他在普林斯顿大学所度过的这些日子，也被日后获得普利策奖的作家约翰-麦克菲（John McPhee）写进自己的第一本书中，书名为A Sense of Where You Are。
