杨振宁出生在安徽合肥一个大家族，10个月时，父亲杨武之考取公费留学，前往美国攻读博士学位。随着杨振宁一天天长大，教育的重任就落到母亲罗孟华的身上，他从母亲那里学会了3000多个汉字。
7岁那年，杨振宁随父母来到清华园，随后在清华大学附小就读。在清华园的8年时光，对杨振宁一生产生了深远的影响。那时中国社会内忧外患，然而清华园内的生活相对平静。杨振宁与其他同学经常在清华园到处游玩，他几乎爬过那里的每一棵树。
在杨振宁儿时的记忆里，父亲曾用大球和小球向他讲解太阳、地球和月亮是如何公转的。
中学时代，杨振宁已显得早慧，数学成绩非常突出。12岁那年，杨振宁看到艾迪顿所写《神秘的宇宙》，该书介绍了当时所发现的一些新的物理学现象与理论。杨振宁激动万分，兴奋得几乎无法入眠。有一天，杨振宁终于忍不住了，来到父亲面前说：“告诉您一件事情，我要当物理学家，将来要争取获得诺贝尔奖！”
身为清华大学和西南联合大学数学系教授的杨武之，他怎能不知道诺贝尔奖的分量，望子成龙的父亲，只好鼓励儿子说：“好好学吧！”
谁也没想到，这个玩笑，竟然在西南联合大学一传十、十传百，很快大家都知道了，于是，有人戏言道：“杨武之的儿子数学很好，为什么不子承父业攻读数学而学物理呢？哦，因为数学没有诺贝尔奖！”
杨振宁高中时只学过化学，而没有学过物理，所以他报考西南联合大学时考的是化学系。1938年11月底入学后，16岁的杨振宁发现自己对物理学更有兴趣，又转到了物理学系。
后来，杨振宁与李政道合作，提出“弱相互作用中宇称不守恒”理论，而同获1957年诺贝尔物理学奖。这一年，杨振宁35岁。