1912年10月9日，錢偉長出生于江蘇省無錫縣鴻聲鄉(xiāng)七房橋村一個具有國學(xué)功底、創(chuàng)辦新學(xué)的貧窮的詩書家庭，他是國學(xué)大師錢穆的親侄，“偉長”這個名字就是錢穆給取的。

起先，錢偉長就學(xué)于家鄉(xiāng)的七房橋小學(xué)。13歲以后，他先后在無錫榮巷公益學(xué)校、縣立初中、國學(xué)專修學(xué)校（后并入蘇州大學(xué)）讀書。16歲，父親病逝，他隨錢穆在蘇州上學(xué)讀高中。

步入青年時期的錢偉長文史成績優(yōu)異。錢偉長在中學(xué)時屬于“偏科生”，在數(shù)理上一塌糊涂，物理只考了5分，數(shù)學(xué)、化學(xué)共考了20分，英文因沒學(xué)過是0分。但他以國文和歷史2個100分的成績進(jìn)入了清華大學(xué)歷史系。但正是這樣一個在文史上極具天賦、數(shù)理上極度“瘸腿”的學(xué)生，卻在一夜之間做出了一個大膽的決定：棄文從理——這個決定緣于1931年的9月18日，日本發(fā)動了震驚中外的“九一八事變”，侵占了我國的東北三省，從收音機(jī)里聽到了這個消息后，錢偉長拍案而起，他說：我不讀歷史系了，我要學(xué)造飛機(jī)大炮，決定要轉(zhuǎn)學(xué)物理系以振興中國的軍力。

系主任吳有訓(xùn)一開始拒絕其轉(zhuǎn)學(xué)要求，后被其誠意打動，答應(yīng)他試讀一年。為了能盡早趕上課程，錢偉長早起晚歸，來往于宿舍、教室和圖書館之間，廢寢忘食，極度用功。他克服了用英語聽課和閱讀的困難，一年后數(shù)理課程超過了70分，從此，就邁進(jìn)了自然科學(xué)的大門。

理學(xué)院院長葉企蓀，以及趙忠堯、薩本棟教授也常給他們上課。起初，錢偉長像學(xué)古文一樣，熟讀強(qiáng)記物理學(xué)的典籍。而吳有訓(xùn)教給他，不要以為書本上的東西都是正確的，都已經(jīng)完善了，每讀一本書都要能夠看到?jīng)]有完成的部分，發(fā)現(xiàn)一些新問題。錢偉長學(xué)到了這一點(diǎn)，并成為他一生治學(xué)的特點(diǎn)。畢業(yè)時，他成為了物理系中成績最好的學(xué)生之一。