楊振寧出生在安徽合肥一個大家族，10個月時，父親楊武之考取公費留學，前往美國攻讀博士學位。隨著楊振寧一天天長大，教育的重任就落到母親羅孟華的身上，他從母親那裏學會了3000多個漢字。
7歲那年，楊振寧隨父母來到清華園，隨後在清華大學附小就讀。在清華園的8年時光，對楊振寧一生產生了深遠的影響。那時中國社會內憂外患，然而清華園內的生活相對平靜。楊振寧與其他同學經常在清華園到處遊玩，他幾乎爬過那裏的每一棵樹。
在楊振寧兒時的記憶裏，父親曾用大球和小球向他講解太陽、地球和月亮是如何公轉的。
中學時代，楊振寧已顯得早慧，數學成績非常突出。12歲那年，楊振寧看到艾迪頓所寫《神秘的宇宙》，該書介紹了當時所發現的一些新的物理學現象與理論。楊振寧激動萬分，興奮得幾乎無法入眠。有一天，楊振寧終於忍不住了，來到父親麵前說：“告訴您一件事情，我要當物理學家，將來要爭取獲得諾貝爾獎！”
身為清華大學和西南聯合大學數學係教授的楊武之，他怎能不知道諾貝爾獎的分量，望子成龍的父親，隻好鼓勵兒子說：“好好學吧！”
誰也沒想到，這個玩笑，竟然在西南聯合大學一傳十、十傳百，很快大家都知道了，於是，有人戲言道：“楊武之的兒子數學很好，為什麽不子承父業攻讀數學而學物理呢？哦，因為數學沒有諾貝爾獎！”
楊振寧高中時隻學過化學，而沒有學過物理，所以他報考西南聯合大學時考的是化學係。1938年11月底入學後，16歲的楊振寧發現自己對物理學更有興趣，又轉到了物理學係。
後來，楊振寧與李政道合作，提出“弱相互作用中宇稱不守恒”理論，而同獲1957年諾貝爾物理學獎。這一年，楊振寧35歲。