Justus Liebig był synem aptekarza i handlarza w Darmstadt. Chemią zainteresował się we wczesnym dzieciństwie. Eksperymentował z materiałami, które znalazł w warsztacie ojca, odwiedzał mydlarnie, garbarnie i farbiarnie. Efektowne pokazy wybuchowych kulek z piorunianu srebra zaobserwowane na targach, wzbudziły jego zainteresowanie produkcją petard. Zainteresowania te wypełniały mu cały czas, czego skutkiem były słabe wyniki uzyskiwane w szkole. Jeden z jego nauczycieli w gimnazjum ocenił jego zdolności intelektualne słowami: Jesteś barania głowa! Nie nadajesz się nawet na ucznia aptekarza. Jego staż u farmaceuty Gottfrieda Pirscha (1792–1870) w Heppenheim zakończył się przedwcześnie, gdyż eksperymentując potajemnie ze związkami srebra, spowodował pożar dachu w aptece.
Po powrocie do Darmstadtu pomagał ojcu w warsztacie. Jednocześnie we własnym zakresie pogłębiał swoją wiedzę z zakresu chemii. Jesienią 1820 rozpoczął studia chemiczne w Bonn. Tam zainteresował się nim profesor Karl Wilhelm Gottlob Kastner i zatrudnił go w swoim laboratorium jako asystenta. Gdy w 1821 roku Kastner przyjął profesurę na Uniwersytecie w Erlangen, Liebig podążył za nim i rozpoczął pracę nad doktoratem pt. „Über das Verhältnis der Mineralchemie zur Pflanzenchemie”.