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1962年，高凤林出生于一个工人家庭。他的父亲在学生时代就参加革命工作，1927年被国民党追捕，从学校翻墙逃往深山时从马上摔下来，落下病根。中华人民共和国成立后，他的父母亲同在一家食品厂当工人。
高凤林出生时，我国正处于“三年自然灾害”时期，仅靠父母微薄的工资，一家六口的生活很是拮据。高凤林排行最小，上面有3个哥哥。父母忙于工作，出生才40天的他就被送进幼儿园。他是整个幼儿园唯一没钱入幼儿园伙食的孩子，往往是看到其他小朋友都吃完饭上床睡午觉了，他才等来家人送来的窝头夹咸菜……由于严重缺乏营养，高凤林三四岁的时候，走路还东摇西晃，非常不稳。
屋漏偏逢连夜雨。在20世纪60年代初期，父亲病情复发，卧床三四年后不幸去世。
那一年，高凤林才5岁。
高凤林常说：“是党和国家培养了他。”父亲撒手人寰，剩下体弱的母亲与四个孩子相依为命，日子更是雪上加霜。10岁之前，高凤林没有穿过新衣服，都是哥哥们传下来的补丁摞补丁的衣服。由于家境窘迫，高凤林小学和中学的学费都是母亲的单位开证明，学校给减免的。
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。就是这样异常困苦的环境，铸就了高凤林忠厚、朴实、勤劳、善良、勇敢、坚毅的品格。母亲常说的三句话也深深地影响着他：一是人穷志不短，从小立大志；二是做人不要让人戳脊梁骨；三是做事要让人竖大拇指。
1970年，我国第一颗人造卫星成功发射。有一天，母亲下班刚到家，就兴高采烈地带着孩子们来到外面看天上那颗飞动的星星，她跟孩子们说：“看，快看呢！那就是我们国家放上去的卫星。”街上喇叭传来东方红的乐曲声，仿佛是人们跟星星的对话，更像是星星替人们向太空带去的心声。7岁半的高凤林疑惑不解地问：“妈妈，卫星是怎么放上去的？”母亲摸着他的脑袋说：“我也不知道，你长大有知识了就懂了。”这一刻，高凤林幼小的心灵中就埋下了一颗航天报国的种子。后来，母亲又带他看到过几次发射上去的卫星，小凤林发现每次母亲都显得十分兴奋。直到长大后，高凤林才明白，母亲的兴奋，是一种发自内心的民族自豪感的流露。
尽管生活艰辛，高凤林对待学习却非常认真、努力。中学时期，他的学习成绩非常优异、名列前茅。1978年，高凤林中学毕业，当时全年级600多人，他的成绩是全班第一、全年级第二。高凤林初中毕业的时候，一个哥哥参了军，两个哥哥下了乡，母亲由于长期操劳，身体也不太好。为了尽早减轻家庭的经济负担和照顾多病的母亲，高凤林毅然决定，放弃升入高中考大学的道路，选择上技校。其实，在那个时期，优秀的初中毕业生，大多都选择了技校之路。在征求母亲意见时，母亲说：“凤林，报考首都机械厂技校吧，那里能解你小时候的迷惑，实现你的梦想。”为实现儿时的梦想，也为了能多照顾母亲，高凤林报考了离家不远的首都机械厂技校。从此，他与航天结下不解之缘。