O tych wczesnych latach życia Descartes’a nie zachowały się prawie żadne wiadomości; również sam Descartes, z wyjątkiem jednego czy dwóch wypadków, nigdy nic nie opowiadał o latach swego dzieciństwa.
Około 1607 Kartezjusz rozpoczął naukę w kolegium prowadzonym przez jezuitów w La Flèche (Collège Henri IV), gdzie od 1604 uczył się już jego brat Pierre. W kolegium przebywał prawdopodobnie do 1615. Później naukę kontynuował w Paryżu i w 1616 uzyskał stopień z prawa cywilnego i kanonicznego na Uniwersytecie w Poitiers.
W wieku 21 lat zaciągnął się do sprzymierzonej z Francją armii holenderskiej. Poznał tam Isaaca Beeckmana, który przedstawił mu wiele nowych teorii matematycznych. Z wdzięczności Kartezjusz napisał dla niego traktat muzyczny Compendium musicae, opublikowany dopiero w 1650. W 1621 porzucił służbę wojskową i powrócił do Paryża, gdzie skierował swe zainteresowania ku naukom matematycznym i fizycznym. Rozpoczął również prace nad traktatem poświęconym metodologii nauk.