1924年6月25日，鄧稼先出生於安徽省懷寧縣，一個知識分子家庭。咿呀學語時，他就和兩個姐姐跟隨著母親一起來到北京，住進當時最著名的清華學府西院。父親鄧以蜇是中國現代傑出的哲學家、美學家和教育家，時任清華大學、北京大學哲學係教授。小稼先的童年時期，一直在父親身邊長大，深受學者父親和清華校園儒風的熏陶。他十分聰明，又很好學，五歲時就裝著許多一般孩子所沒有的中外文化知識上學讀書，小學階段一直品學兼優。
鄧稼先13歲那年，震驚中外的“七七”事變爆發了，北平（即北京）淪陷。日本侵略者一下子遍布京城。
一天，父親原來的一位朋友夾著偽政府的公文包到鄧家來拜。沒想到，那位朋友剛剛進門看到父親，準備要打招呼時，平時一直都很和氣的父親竟勃然大怒，很嚴厲地質問他：“你來這裏幹什麼？”那位朋友一時間不知道發生了什麼事情，呆在那裏。父親指著朋友的公文包說：“我這裏不歡迎你這樣的人來。”朋友一下子明白了：鄧稼先的父親是嫌棄自己為日本人扶植的偽政府工作。朋友羞得不知道怎麼回答。父親大聲地嗬斥：“你給我出去！”這一聲把房裏看書的鄧稼先兄弟驚呆了。這件事，給小鄧稼先留下了難忘的印象。
當時日本侵略者規定：凡是中國的老百姓從日本哨兵麵前走過，都要向其行鞠躬禮。小鄧稼先雖然不能完全明白這是怎麼回事，但是他知道這是一種侮辱，對此很是憤怒，可是他沒有能力免除人們所遭受的這種屈辱。他寧肯繞道走冤路，也不去向日本侵略者行禮，他不能讓自己的人格和尊嚴受到玷汙。
國家的危險迫使小鄧稼先時常去思考人生和社會問題，和一群思想激進的同學一起聚會、議論，他的思想越發成熟。日本侵略者在中國的大地上越來越猖狂。每次他們占領了中國的一座城市或者是在戰鬥中打敗了中國軍隊，他們都會強迫中國人上街開會慶祝勝利。這對於每一個中國人來說，不僅僅是一種肉體的屈辱，更是一種心靈的折磨。但是，在當時的條件下，如果不去遊行就會被殺頭。
有一次，日本侵略軍又逼迫市民和學生開會遊行。鄧稼先知道以後很是氣憤，但是沒有辦法，必須得去參加遊行。當遊行剛剛要開始的時候，他就扯碎了發給他們的小紙旗，但是自己心裏覺得還是不解氣，於是他又把破碎的小紙旗扔在地上踩了一腳。鄧稼先這才覺得自己心裏舒服了一點兒，但是沒想到他的這一舉動被穿著便衣的狗腿子看到了。後來，狗腿子就找到了校長，要求校長交出這個膽大的學生，校長知道是鄧稼先做的，但是出於對自己學生的愛護之情，就把這件事情搪塞過去了。後來校長便來到鄧家，對鄧稼先的父親說：“鄧先生，這樣下去太危險了！這件事情早晚會被人密報的，你想個辦法趕快讓他走吧！”
父親看到事情已經到了這麼嚴重的地步，隻好讓鄧稼先離開北平去避難。臨行前的晚飯很豐盛，但誰也吃不下去，父親坐在一把老式木椅上，以從未有過的眼光看著鄧稼先，過了很久，才堅定地說：“稼兒，以後你一定要學科學，不要像我這樣，不要學文。學科學對國家更有用。”鄧稼先把這句話一下子就印在腦子裏了。就這樣，16歲的鄧稼先懷著滿腹的心事離開了生活多年的北平。
那時候，清華大學、北京大學和天津南開大學遷到昆明後，聯合辦成國立西南聯合大學，鄧稼先逃到昆明，在朋友的幫助下安頓下來。稼先立即投入緊張的複習迎考當中，第二年考入西南聯大物理係。雖然是抗戰的極端困難時期，學校的條件極為簡陋，生活十分艱苦，但聯大師生都憋著一口氣，捏著一把勁，決心“教育救國”“科學救國”，因此，教師敬業，學生好學。“千秋恥，終當雪，中興業，須人傑……”師生們高唱著聯大的校歌工作著、學習著、生活著、奮鬥著。