1923年、淡水三芝(現在の新北市三芝区)に生まれました。私立台北国民中学(現在の台北市立大同高級中学)で１年学んだのち、淡水中学に転校しました。

淡水中学在学中、李登輝は心身を鍛えるため、便所や厨房の掃除など同級生がやりたがらない事に自ら進んで取り組みました。また、校内活動にも次第に参加するようになり、生徒たちのリーダーにもなりました。当時の淡水中学は軍事訓練に重きをおいていましたが、李登輝は、禅や日本文学、西洋哲学などを一心に研鑽し、さまざまな思想、信仰を幅広く受け入れていきました。

淡水中学卒業後、李登輝は台北高等学校に入学。1943年には日本へ赴き、京都帝国大学農学部農林経済学科に学び、1944年、学徒兵として入隊しました。第二次大戦後、台湾に戻り、台湾大学農業経済学科に入学し、引き続き学業を修めました。その後、二・二八事件を経験したことから、李登輝は台湾に戻ってから数年の間、政治活動に参加していません。

1952年、李登輝は米アイオワ州立大学で農業経済の研究を行いました。1965年、再び渡米し、コーネル大学で農業経済学を修め、博士号を取得しました。海外では、民主主義、自由を体験したほか、当時「ブラックリスト」に記載されていた人物たちとも、少なからぬ交流がありました。