1923年，陈能宽出生在湖南省慈利县江垭镇，在青少年时代就饱尝了民族危亡的耻辱。
接二连三的国耻纪念日、大片大片的国土沦丧、日益高涨的抗日呼声不断地激励着少年陈能宽立志要走一条“救国之道”。
因此，在学校，陈能宽拼命学习，希望有朝一日能用自己的知识报效祖国。
初中，陈能宽进入常德隽新中学，受该校一位几何老师的影响，他对几何十分着迷，也正是这段时间的学习，为他日后进行金属结构的研究打下了良好基础。
初中毕业后，陈能宽又以总分最高考取奖学金，进入由长沙内迁阮陵的雅礼中学。
高中期间，他的英语和各门自然学科的成绩都十分优异。
不久，就被保送进入唐山交通大学矿冶系学习。
大学毕业时，陈能宽进入天津炼钢厂当实习员。这是一个刚从日本侵略者手中接收的有名气的大厂。
可是报到后，他发现工厂的烟囱不冒烟，全靠从东北买来铁丝加工各种钉子维持，面对这样萧条落后的工业，陈能宽不免黯然神伤。
那年，正值恢复留学考试制度，他与妻子裴明丽通过了有官价外汇支持的留学考试。
1947年9月，陈能宽启程赴美。
当时，美国的科罗拉多大学、华盛顿大学、耶鲁大学都录取了他。
通过考虑，他选择了在中国较有影响的耶鲁大学，在那儿攻读物理冶金工程。仅用了1年时间，陈能宽就取得了硕士学位。
陈能宽研究的课题是金属单晶体的结构和力学行为。他的博士论文指导教师是哥廷根学派的大师麦休孙，这位欧洲大陆派学者，在物理冶金实验方面有许多贡献。当时已是一位名声显赫的学者，陈能宽是他的得意弟子，也是他的最后一名博士生。
从麦休孙那里，陈能宽学到了许多东西，学术研究能力得以迅速提高。
麦休孙也非常欣赏他这位东方门生，并给予他很高的评价。
1950年毕业后，陈能宽之所以能在3年之内接受了约翰・霍普金斯大学的聘书，在那里进行金属物理和物理冶金的基础研究，与他的努力和勤奋分不开。
1954年，他又在葛庭燧先生的推荐下，来到匹兹堡的西屋电气公司任研究员，直到1955年回国。
留在美国工作5年，使陈能宽在学术上很快成熟起来，从一位博士成长为一位年轻的科学家。
陈能宽之所以能在3年之内连续取得硕士和博士学位，固然是由于他的勤奋和天智，同时，也与他急于学成回国报效祖国有关。
解放初期的新中国发生了翻天覆地的变化，极大地鼓舞着众多的海外学子。
正当他学成准备回国时，美国发动了侵朝战争，危及中国的安全，中国被迫进行抗美援朝战争。
直到1955年秋，中美两国在日内瓦达成“交换平民及留学生”的协议，他才真正看到了回国的希望。
