宋美龄的父亲宋嘉树是上海滩政商两界的名流，母亲倪桂珍是徐光启的第十七代孙女，自幼受到良好的教育，擅长数学，喜爱弹钢琴。与历史上著名人物“大脚马皇后”一样，倪桂珍也是一位天足，这在当时的社会被认为是惊世骇俗之举。然而，正是这样开明的双亲，使宋家的女孩从小就能接受与众不同的教育，才能展开后来各自传奇的人生。

西方文化和现代文明与传统书香门第的遗风对宋家产生着双重影响。他们不但学习英文和拉丁文，同时也学习古文，母亲倪桂珍还会教授孩子们学习乐器和乐理知识。父亲宋嘉树不顾非议，像对待男孩子一样，将女儿送出国读书，接受国外的教育。

1904年5月，十五岁的宋霭龄远赴美国，进入卫斯理女子学院学习，成为该学院第一位中国姑娘。随后，她的两个妹妹宋庆龄与宋美龄分别成为在该学院学习的第二位和第三位中国姑娘。

宋美龄五岁的时候，就吵嚷着要和大姐去读书，家里人无法改变她的执拗，只好勉强同意，让她到麦克泰尔女校作为寄宿生试读一下。说到底，美龄只有五岁，具有一切同龄女孩的天性。因为怕黑，导致她每到夜晚都在提心吊胆中度过，而且常常由于受到惊吓高声喊叫，结果不得不退学回家，跟随家庭教师在家学习。

1908年夏天，十一岁的宋美龄跟随二姐宋庆龄来到美国学习。因为年纪偏小，只能在新泽西州的萨木特、佐治亚州德莫雷斯特等地的一般学校上学。据这时期的校友回忆：“同学中还有一个讨人喜爱的小姑娘，她名叫美龄，恰好和我们同龄。她生气勃勃，欢蹦乱跳，有些调皮。” 对早期的留学生涯，宋美龄在写给友人的信中也对过往有所追忆：“在（德莫雷斯特）的皮德蒙特（学校）我读八年级，我在皮德特住了九个月，过得非常愉快。”正是这个天真活泼的姑娘，成为日后成熟冷峻的第一夫人。

1912年，宋美龄成为卫斯理学院的正式学生。由于两个姐姐都已经回国，没有人再照料她，她只好转学到离哥哥宋子文就读的哈佛大学较近的威尔斯利学院学习。宋美龄在这里度过了四年大学时光，直到1917年回国。

她在威尔斯利学院的老师对她给予了中肯的评价：“在我的印象里，美龄是一个颇有风趣和内涵力量的人，不像宣传所描绘的那样多愁善感。然而，她对权威总是具有发自内心的恭顺。饶有兴味的是她那独立思考的性格——对一切都有一套了不起的见解。她总是提问思想的本质性问题。我不像别人那样认为她有多大的才智和魅力。美龄像两个姐姐一样，也很受人们夸赞。这倒不是由于她长得漂亮，而是因为她为人热情、真诚，常常显示出一种内在的力量。”