Nurettin Topçu, 20 Kasım 1909’da İstanbul Süleymaniye’de dünyaya geldi. İlk nüfus kaydında adı Osman Nuri olarak geçiyordu ve Erzurumlu bir ailenin çocuğuydu. Dedesi Osman Efendi, Erzurum’un Ruslar tarafından işgali sırasında orduya katılıp topçuluk yapmış, bu nedenle aileye Topçuzâdeler adı verilmişti. Ailesinin İstanbul’a yerleşen ilk üyeleri arasında babası Ahmed Hamdi Efendi de yer alıyordu. Erzurum’da tahıl alım satımı ve canlı hayvan ticaretiyle uğraşan babası, İstanbul’a taşındıktan sonra Çemberlitaş’ta bir kasap dükkânı işletmeye başlamıştı. Annesi Fatma Hanım ise Eğinli kökenliydi.

Nurettin Topçu’nun çocukluğu Süleymaniye ve I. Dünya Savaşı yıllarında taşındıkları Çemberlitaş’ta geçti. Eğitim hayatına, 1920 yılında Büyük Reşid Paşa Numune Mektebi'nde başladı ve burada kitap ve gazete biriktirme tutkusu gelişti. Özellikle Mehmed Âkif Ersoy'un şiirlerine duyduğu ilgiyi, öğretmeni Nâfiz Bey’in tavsiyesiyle pekiştirdi. Orta öğrenimine Vefa İdâdîsi'nde devam eden Topçu, birinci sınıfta babasını kaybetti. Lise eğitimini ise İstanbul Erkek Lisesi'nde tamamladı. Burada felsefeye olan ilgisi arttı ve 1928’de mezun oldu. Aynı yıl Avrupa’da öğrenim görmek için sınavı kazanarak, Hamdi Akverdi, Vehbi Eralp, Hamdi Ragıp Atademir, Enver Ziya Karal gibi isimlerle birlikte Fransa'ya gitti.

Fransa’daki eğitim sürecinde, önce Aix Lisesi'nde Fransızca öğrendi, ardından Aix-Marseille Üniversitesi’nin şubesine devam etti. Burada, felsefe hocası Jacques Paliard vasıtasıyla, felsefi görüşlerini etkileyecek olan Maurice Blondel ile tanıştı. Blondel’in aksiyon (hareket) felsefesi, Topçu'nun düşünsel gelişiminde önemli bir yer tuttu. İki yıl sonra, Strasburg Üniversitesi'ne geçerek felsefe okudu, ahlâk kurallarını tamamladı ve sanat tarihi lisansı aldı. 1930-1933 yılları arasında aldığı sertifikalar arasında rûhiyat, bedîiyat, muasır sanat tarihi, içtimaiyat, ahlâk, İlkçağ sanatları ve arkeolojisi gibi alanlar yer aldı.

Bu dönemde Remzi Oğuz Arık, Ziyaeddin Fahri Fındıkoğlu, Cevdet Perin ve diğer önemli Türk düşünürleriyle tanıştı. Ayrıca, Louis Massignon, Paul Molla gibi isimlerle de yakın ilişki kurarak, İslâm tasavvufu ve özellikle vahdet-i vücûd anlayışına ilgi duymaya başladı. Mistik ve felsefi yönelimleri, Hallâc-ı Mansûr, Yûnus Emre ve Mevlânâ Celâleddîn-i Rûmî’nin eserlerini okumaya başlamasıyla daha da derinleşti.

Topçu, Sorbonne Üniversitesi'nde hazırladığı ve "Conformisme et révolte" (Uyumculuk ve İsyan) başlıklı tezini 2 Temmuz 1934'te savunarak, felsefe doktorası alan ilk Türk oldu. Aynı yıl Türkiye’ye döndü ve Galatasaray Lisesi'nde felsefe öğretmeni olarak göreve başladı. Bu dönemde sosyoloji dersleri de vermeye başladı. Lise müdürü Behçet Gücer'in bazı öğrencilere geçer not vermesi isteğini reddettiği için, evlilik kararı aldığı Fethiye Hanım’la birlikte İzmir Lisesi’ne tayin edildi.

6 Mayıs 1936 – 31 Ekim 1937 tarihleri arasında askerliğini yapan Topçu, akademik ve mesleki hayatına devam etti. Felsefe, ahlâk ve sosyal bilimler üzerine yaptığı derinlemesine çalışmalar, onu Türk düşünce dünyasında önemli bir yere taşıdı.