顾维钧的父亲顾晴川是晚清第一任交通银行总裁。早年于光绪末年，由家乡江苏嘉定来到上海，当了上海道尹袁观澜的师爷。顾晴川本是青衣一衿，家境清寒，为生活计，只得到上海来作小吏。顾维钧从小聪颖过人，4岁时入私塾读书。12岁跟了父亲来上海读书。不久，便考入南市育才中学。

当时同在袁观澜幕府的，还有一人，叫张衡山。此人的文字修养不及顾晴川，但他有一种罕见的本领，就是能看相。道尹衙门中的大小官员，不少人他都看过，据说十分灵验。那时袁观澜之子袁履登和顾维钧同在育才读书，两人很要好，课后常一起在衙门里玩。张衡山说，这两个孩子都非等闲之辈，惟履登不正，将来恐难有善终（后沦为汉奸）；维钧将来则一帆风顺，富贵双全。张衡山就常常买些点心给他们吃，但内心真正喜爱的只有顾维钧，对于袁道尹的儿子，不过敷衍而已。

张衡山膝下有一娇女，与顾维钧年龄相当，张很想得东床快婿，就托人做媒。从当时两家的景况看，张较顾好得多，况且张衡山又是袁道尹的姨表兄，晴川觉得这门亲事有点高攀了，岂有不乐意之理，维钧那时年龄还小，自然没什么意见，就由双方家长订了婚。

顾维钧在育才中学毕业后无力升学，晴川打算让儿子学习商业，并且已经向一家钱庄讲妥了。张衡山知道此事后，大加反对。他认定维钧必可造就，乃资助维钧入上海圣约翰大学。这是一所贵族学校，耗资甚巨，张衡山仍不惜工本。维钧在圣约翰毕业后，张又卖掉一部分祖产，供给他赴美留学。顾为人聪明，在校成绩名列前茅。回国时适逢民国初建，留美生在国内甚为吃香。维钧一到上海即去拜见岳丈大人，衡山大喜，设宴招待。

席间，维钧竟向衡山提出要见见未婚妻。那时风气初开，大家闺秀不能抛头露面。虽然父亲已经应允，女儿却羞答答地躲在房内，死也不肯出来。顾维钧大为失望，他觉得他的未婚妻太不大方，将来不能在交际场中显身手，配不上他这位留美博士，顿时兴趣索然，闷闷地喝了两杯酒，就告辞了。据说，顾所以亟亟一见未婚妻的原因，是因为他听说未婚妻的裙下，是一对三寸金莲，有点不时髦了。

1905年，16岁的顾维钧赴美国留学，入纽约州库克学院学英语，第二年便考入哥伦比亚大学，主攻政治和文学，4年间获文学学士和政治学硕士两个学位，继而获法学博士学位。在留美期间，先后担任了《哥伦比亚月刊》经理和纽约中国留学生会会长。

立志报国，求学海外

顾维钧生在鸦片战争后，此时的中国正一步步陷入列强的侵略包围之中，而上海又是一个中外交往非常集中的地方，顾维钧从小就看到了很多中外不平等的状况，也因此从小就有着通过自己的努力来改变中国积弱状况的理想。一次，少年顾维钧经过外白渡桥，看见一个英国人坐着黄包车，急着要去看跑马。拉车上桥本来就累得很，他还用鞭子抽打车夫。顾维钧很愤怒，于是斥责这个英国人说:“Are you a gentleman？”（你还算是个绅士吗？）后来，顾维钧在回忆录中提到这段往事，并说“我从小就受到这些影响，感到一定要收回租界，取消不平等条约。”

1904年，16岁的顾维钧剪辫易服，远渡重洋，留学美国。他选择了在哥伦比亚大学主修国际法和外交。顾维钧的老师约翰穆尔曾担任美国助理国务卿，有丰富的外交实践经验，他以一个外交官的标准来要求、培养顾维钧。顾维钧在学校成绩非常优秀，曾担任了哥伦比亚大学校刊《瞭望者》的主编，这对于一名留学生是非常难得的。在校的学习，为顾维钧日后成为一名优秀的外交官打下了坚实的基础。

接到邀请，回国效力

顾维钧在美留学期间，有一次，后来成为他岳父的唐绍仪作为清朝政府的特使访问美国，在大使馆里接见了40位中国留学生，顾维钧作为学生代表致辞。唐绍仪马上就非常欣赏这个年轻的留学生，认为他是一个可造之材。于是，当袁世凯执政，他出任袁世凯的内阁总理时，他立刻想袁世凯举荐了顾维钧。那时，顾维钧正在准备博士学位的答辩，他的论文还只写了一个序章，邀请他回国担任总统府英文秘书的信件就寄到了纽约。

学业尚未完成，令顾维钧感到为难，他准备拒绝来自北京的邀请。当他把这一情况告诉导师约翰穆尔，约翰穆尔却不同意他的选择。约翰穆尔对顾维钧说:你学习外交就是为了为国报效，现在有这么好的机会，你应该抓住。于是他让顾维钧把《序章》拿给他看。看过之后，他告诉顾维钧:单独的《序章》写得就很好，就可以作为博士论文来答辩。在导师的理解和支持下，顾维钧顺利拿到了博士学位，于1912年启程回国赴任。多年后，顾维钧回忆起导师时说:约翰穆尔是对我一生影响最大的人。