Õpinguaastad Peterburi ülikoolis olid August Rei enda sõnul tema maailmavaatelises arengus otsustava tähendusega. Ta alustas pärast pausi uuesti õpinguid õigusteaduskonnas 1907. aasta veebruaris ja lõpetas ülikooli 1911. aasta sügisel.

Peterburi Eesti kogukonda kuulus 20. sajandi algusaastatel juba 60 000 inimest. Peterburi kui maailmalinn pakkus karjääriks ja elamiseks väga palju võimalusi. Eestlased tuli pealinna riigiametisse, tööle ja õppima. Õpihimulisi noori meelitasid Peterburi ülikool ja teised linna kõrgemad koolid.

20. sajandi algul oli Peterburi Ülikoolil eriline koht tulevast Eesti juristide ettevalmistamisel. Kui 1906. aastal õppis õigusteaduskonnas 23 eesti päritolu üliõpilast, siis 1911. aastaks ulatus see arv juba 84 üliõpilaseni. Õigusteaduskonna tudengid moodustasid kõigist eesti soost tudengitest ligi poole. August Reiga samal ajal õppisid Peterburis õigusteadust hilisemad tuntud Eesti poliitikud ja riigitegelased, näiteks Aleksander Hellat (hiljem prokurör ja siseminister), Peeter Kann (riigikohtunik), Ants Piip (peaminister, välisminister), Otto Tief (peaminister, minister), Nikolai Maim (riigikohtunik), Jüri Uluots (professor, peaminister). Aga õigust õppisid siin ka tulevased enamlased ja Eesti iseseisvuse vastu võidelnud Viktor Kingissepp ja Jaan Anvelt.

Rei õpingute ajal oli õigusteaduskonna dekaaniks David Grimm, kes aastatel 1928- 1934 oli Tartu ülikooli Rooma õiguse professor. August Rei mäletab hea sõnaga õppejõude, kes tema maailmavaate kujunemisel oluliselt mõju avaldasid. Üks neist oli üle-euroopalise kuulsusega Poola rahvusest professor Leon Petrażycki, kes luges I semestril õiguse üldõpet. Reile jäi sügavalt mällu tema poolt loengutes korduvalt öeldud mõttetera: “Õppige loogikat. Noored sõbrad, kogu jurisprudents pole ju midagi muud kui rakendatud loogika”. Veel on ta oma mälestustes esile tõstnud kriminaalprotsessi professorit Ivan Foinitskit, kes oli tollal uue Vene kriminaalseadustiku (1903) üks autoreid. See seadustik lähtus kõige uuematest karistusõiguse arusaamadest, kuid ei hakanud kunagi tervikuna kehtima. Enamik üliõpilasi värises Foinitski eksami eel, sest ta oli pisiasjades ülimalt nõudlik. Sügava mulje jätsid ka Rooma õiguse ajaloo professori, kunagise Tartu Ülikooli eradotsendi Jossif Pokrovski loengud, mis andsid fundamentaalse aluse õigusteadlasele.

Rei käis loenguid kuulamas ka teistes teaduskondades ning sealt jäi talle esimesena mällu kuulus ajaloolane Jevgeni Tarle ja tema loengute sari Inglismaa ja Prantsusmaa 19. sajandi ajaloost. Professor Tarle oli radikaalsete vaadetega ning osales koos üliõpilastega 1905. aastal Peterburi tänavatel toimunud demonstratsioonidel. Pärast Peterburi ülikooli, aastatel 1913-1918 oli Tarle üldajaloo professor Tartu ülikoolis. Tarle loengutest pärineb Rei suurepärane Euroopa poliitika ajaloo tundmine.

Rei kuulus Peterburi Eesti üliõpilaste Seltsi (1884-1918), mille tegevustest võtsid osa enam kui pooled Peterburis õppinud eesti tudengitest. Liberaalse maailmavaatega seltsi võisid kuuluda nii mees- kui ka naisüliõpilased ja nende hulka sead ka paljud sotsiaaldemokraatliku hoiakuga üliõpilased. Selts andis oma tegevuse jooksul välja mitmeid harivaid raamatuid, mis käsitlesid nii loodusteadusi kui ka hetkel olulisi ühiskondlike probleeme. Seltsi väljaannetes ilmusid ka mõned August Rei kirjatööd.

Ta kirjutas suuremaid ja väiksemaid käsitlusi Venemaa sotsiaalsetest ja poliitilistest oludest. Nende hulgast võib esile tõsta põhjaliku analüüsi Vene 1905. aasta revolutsioonist ja selle tulemustest, mis ilmus Peterburi Eesti Üliõpilaste Seltsi väljaandes Ääsi tules II (1910). Analüüsi tulemusena leidis Rei, et pärast 1905. aasta oktoobri manifestis antud vabadusi (mis 1907. aasta 16. juuni pöördega sisuliselt kaotati) oli märke, mis viitasid tsaristliku korra peatsele kriisile ja lagunemisele.

1905. aasta revolutsiooni eel ja ajal ei ilmunud eesti keeles veel sügavamaid teoreetilisi käsitlusi sotsiaaldemokraatia kohta, välja arvatud mõned lihtsakoelised trükised nagu näiteks Wilhelm Liebknechti Kärbsed ja ämblikud ehk töölised ja kapitalistid (1905). Võimalik, et selle tõlkijate hulka kuulus ka Rei.

1908. aastal ilmus kogumiku Ääsi tuli I köites August Rei pikem kirjutis Karl Marxi mälestuseks (25-aastase surmapäeva puhul). Selles annab ta kõrge hinnangu Marxi ühiskonnateaduslikele teostele ning samal ajal kritiseerib Vene enamlaste, näiteks ka Hans Pöögelmani seisukohti Marxi tõlgendamisel. Rei kahetseb, et sel ajal pole Marxi põhiteos “Kapital” veel eesti keelde tõlgitud. Ta teeb etteheiteid Marxi arvustajatele, kes tegelikult Marxi seisukohti ei tunne. Sealjuures kritiseerib Rei ka endise koolivenna Gustav Suitsu arusaamu Marxist, mis Rei arvates on kodukootud arusaamad.

Esimese katse “Kapital” eesti keelde tõlkida teeb Otto Sternbeck ning esimesed vihikud “Kapitali” I köidet ilmusid Tallinnas aasatel 1910-11. Mõnedel andmetel aitas sõpra tõlkimisel ka August Rei. Täies mahus eestikeelne “Kapital” (I osa) ilmus alles 1935. aastal (tõlkija Nigol Andresen).