Толковый словарь Ушакова
ПЕРЕОБУЧЕНИЕ — ПЕРЕОБУЧЕНИЕ ПЕРЕОБУЧЕ́НИЕ, переобученя, мн. нет, ср. Действие по гл. переобучить-переобучать и переобучиться-переобучаться. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935-1940.
Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Переобучение — переобуче́ние ср. процесс действия по гл. переобучать, переобучить, переобучаться, переобучиться Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000.
см. также морфологический разбор слова "переобучение".