Z testamentu ojca Pedra spisanego przed śmiercią w 1615 roku wynika, że oprócz trzech synów z pierwszego małżeństwa – Diega, Pedra i José – miał on jeszcze, starszego od nich, naturalnego syna Francisca Gonzáleza, który mieszkał w domu ojca jako sługa, nic nie wiedząc o swoim pochodzeniu. Alexander A. Parker przypuszcza, że to jego, grożące kazirodztwem zbliżenie do Dorotei, spowodowało gwałtowną reakcję ojca. Częsty w dramatach Calderóna motyw miłości brata do siostry oraz silnie akcentowany konflikt pomiędzy ojcem a synem może stanowić odbicie tego przeżycia.
Calderón pobierał w latach 1608–1613 edukację w Kolegium Jezuickim w Madrycie. Następnie przez dwa lata studiował logikę i retorykę na uniwersytecie Compultum w Alcalá de Henares. W późniejszym okresie życia kontynuował studia na wydziale prawa w Salamance. Ukończył je tytułem bakałarza prawa kanonicznego w 1620 roku. Wbrew oczekiwaniom rodziny, po ukończeniu studiów nie przyjął święceń kapłańskich i nie objął ufundowanej przez babkę ze strony matki, Donię Inés de Riaño, kaplicy w jednym z madryckich kościołów, z czym wiązało się beneficjum i niezależność finansowa.