Alessandro Pertini nacque a Stella in provincia di Savona il 25 Settembre 1896 da Alberto e Maria Muzio, una famiglia benestante (il padre Alberto era proprietario terriero).

Quarto di cinque fratelli: Luigi, il primogenito, divenne pittore; l'unica sorella Marion sposò un diplomatico italiano; Giuseppe (detto Pippo) fu ufficiale di carriera, mentre Eugenio sarebbe tragicamente scomparso giovanissimo nel carcere di concentramento di Flossenbürg il 25 aprile 1945.

Il padre Alberto morì giovane e fu la madre, a cui Pertini era legatissimo, a doversi prendere cura dei figli, dei terreni agricoli e delle cascine ereditate.

Pertini (insieme al fratello Eugenio) compì i suoi studi presso il collegio dei salesiani "Don Bosco" di Varazze, facendo ritorno a Savona per frequentare il Liceo "Chiabrera". 

Qui fu allievo del filosofo Adelchi Baratono, socialista riformista e collaboratore di Critica Sociale di Filippo Turati, che contribuì ad avvicinarlo al socialismo e agli ambienti del movimento operaio ligure. 

Nel 1915, allo scoppio della grande guerra, il giovane Pertini venne chiamato alle armi e inviato sul fronte dell'Isonzo nel 25° reggimento di artiglieria da campagna. Seppur diplomato, prestò inizialmente servizio come soldato semplice, essendosi rifiutato, come molti altri socialisti neutralisti del periodo, di fare il corso per ufficiali. Nel 1917 tuttavia, a seguito di una direttiva di Cadorna che obbligava tutti i possessori di titolo di studio a prestare servizio come ufficiali, frequentò il corso a Peri di Dolcè.

Nel 1917,  venne richiamato come sottotenente di complemento e inviato sul fronte dell'Isonzo e sulla Bainsizza. Sebbene segnalato alle autorità militari come simpatizzante socialista e neutralista, il giovane tenente Pertini si distinse per una serie di atti di eroismo e venne proposto per la medaglia d'argento al valore militare per aver guidato, nell'agosto 1917 un assalto al monte Jelenik.

Nel 1918, a guerra finita, Sandro Pertini si iscrisse al Partito Socialista Italiano, nella federazione di Savona, aderendo alla corrente riformista di Filippo Turati. Nel maggio 1919 venne eletto consigliere comunale di Stella e nel 1921 fu tra i delegati al Congresso socialista di Livorno che sancì la scissione del partito e la nascita del Partito Comunista d'Italia. Nel 1922 aderì infine alla scissione della corrente turatiana per aderire al neonato Partito Socialista Unitario. 

Iscrittosi all'Università di Genova, si laureò in giurisprudenza.

In questi anni si trasferì a Firenze, ospite del fratello Luigi, si iscrisse all'Istituto "Cesare Alfieri" conseguendo la Laurea in Scienze Politiche nel 1924 con una tesi dal titolo "La Cooperazione".