I januari 1910 tog Pankejeffs läkare honom till Wien för att få behandling hos Freud. Pankejeff och Freud träffade varandra många gånger mellan februari 1910 och juli 1914 och några gånger därefter, inklusive en kort psykoanalys 1919. Pankejeffs ”nervösa problem” innefattade hans oförmåga att ha tarmrörelser utan hjälp av ett lavemang, samt en försvagande depression. Till en början, enligt Freud, motsatte sig Pankejeff att öppna sig för en fullständig analys, tills Freud gav honom en tidsfrist på ett år för analysen, vilket fick Pankejeff att ge upp sitt motstånd.

Freuds första publikation om ”vargmänniskan” var ”From the History of an Infantile Neurosis” (Aus der Geschichte einer infantilen Neurose), som skrevs i slutet av 1914, men inte publicerades förrän 1918. Freuds behandling av Pankejeff kretsade kring en dröm som Pankejeff hade haft som mycket litet barn och som han beskrev för Freud:

”Jag drömde att det var natt och att jag låg i sängen. (Min säng stod med foten mot fönstret; framför fönstret fanns en rad gamla valnötsträd. Jag vet att det var vinter när jag drömde och att det var natt). Plötsligt öppnades fönstret av sig självt, och jag blev förskräckt när jag såg att några vita vargar satt på det stora valnötsträdet framför fönstret. De var sex eller sju stycken. Vargarna var helt vita och såg mer ut som rävar eller fårhundar, för de hade stora svansar som rävar och de hade öronen spetsade som hundar när de uppmärksammar något. I stor skräck, uppenbarligen för att bli uppäten av vargarna, skrek jag och vaknade upp. Min sköterska skyndade sig till min säng för att se vad som hade hänt med mig. Det tog ganska lång tid innan jag blev övertygad om att det bara hade varit en dröm; jag hade haft en så klar och verklighetstrogen bild av fönsteröppningen och vargarna som satt på trädet. Till slut blev jag lugnare, det kändes som om jag hade kommit undan någon fara och jag somnade om igen.” (Freud 1918)

Freuds slutliga analys (tillsammans med Pankejeffs bidrag) av drömmen var att den var resultatet av att Pankejeff hade bevittnat en ”ursprunglig scen” – hans föräldrar hade sex a tergo eller more ferarum (”bakifrån” eller ”doggy style”) – i en mycket ung ålder. Senare i uppsatsen ställde Freud upp möjligheten att Pankejeff i stället hade bevittnat kopulation mellan djur, vilket försköts till hans föräldrar.

Pankejeffs dröm spelade en viktig roll i Freuds teori om psykosexuell utveckling, och tillsammans med Irmas injektion (Freuds egen dröm som lanserade drömanalysen) var den en av de viktigaste drömmarna för utvecklingen av Freuds teorier. Dessutom blev Pankejeff ett av de viktigaste fallen som Freud använde för att bevisa psykoanalysens giltighet. Det var den tredje detaljerade fallstudien, efter ”Notes Upon a Case of Obsessional Neurosis” 1908 (även känd under sitt djuriska smeknamn ”Rat Man”), som inte innebar att Freud analyserade sig själv, och som sammanförde de viktigaste aspekterna av katarsis, det omedvetna, sexualitet och drömanalys som Freud förde fram i sina Studier om hysteri (1895), Drömtolkning (1899) och sina Tre essäer om sexualitetsteorin (1905)

.