เมื่อวันที่ 15 สิงหาคม 2498 ได้เสด็จพระราชดำเนิน กลับไปทรงศึกษา ต่อ ณ กรุงโลซานน์ แม้พระองค์จะทรงโปรดวิชาวิศวกรรมศาสตร์แต่เพื่อประโยชน์ในการปกครองประเทศได้ทรงเปลี่ยนมาศึกษา วิชาการปกครองแทน เช่น วิชากฎหมาย อักษรศาสตร์ รัฐศาสตร์ รัฐประศาสนศาสตร์ ภูมิศาสตร์ นอกจากนี้ ทรงศึกษา และฝึกฝนการดนตรีด้วยพระองค์เองด้วย

 

ใน พ.ศ. 2491 ระหว่างทรงศึกษาอยู่ ณ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ นั้น สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ได้ทรงขับรถยนต์ไปทรงร่วมงานที่สถานเอกอัครราชทูตไทย ณ กรุงปารีส ได้ทรงพบและมีพระราชหฤทัยสนิทเสน่หาใน หม่อมราชวงศ์ สิริกิติ์ กิติยากร ธิดาของหม่อมเจ้านักขัตมงคล กิติยากร เอกอัครราชทูตไทย ประจำกรุงปารีส

 

ในปีเดียวกันนี้ สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงประสบอุบัติเหตุทางรถยนต์อย่างรุนแรง ทรงบาทเจ็บที่พระพักตร์พระเนตรขวา และพระเศียร ทรงเข้ารับการรักษาที่โรงพยาบาลมอร์เซส์ โปรดฯให้หม่อมเจ้าราชวงศ์สิริกิติ์มาเฝ้าฯ ถวายการดูแลอย่างใกล้ชิด พระสัมพันธภาพจึงแน่นแฟ้นขึ้น และต่อมาได้ทรงหมั้น หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ เมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 2492 โดยได้พระราชทานพระธำมรงค์วงที่สมเด็จพระบรมราชนกหมั้นสมเด็จพระราชชนนี

 

สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ทรงได้รับการอภิบาลอย่างดียิ่งจากสมเด็จพระราชชนนี จึงมีพระปรีชาสามารถปราดเปรื่อง และมีพระจริยวัตรเปี่ยมด้วยคุณธรรมทุกประการ ซึ่งน้อมนำให้พระองค์เป็นพระมหากษัตริย์ผู้ทรงดำรงสิริราชสมบัติเพียบพร้อมด้วยทศพิศราชธรรม จักรวรรดิวัตรธรรมและราชสังคหวัตถุ ทรงเจริญด้วยพระเกียรติคุณบุญญาธิการเจิดจำรัส ทรงปฏิบัติพระราชกรณียกิจทั้งปวงเพื่อประโยชน์สุขของปวงชน เป็นที่แซ่ซ้องสรรเสริญทุกทิศานุทิศในเวล