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熊庆来是云南红河州弥勒市息宰村人，他在这个偏远闭塞的仅有八九十户人家的小村子度过了童年时光，直到 13岁时随任儒学训导的父亲外出滇西，才离开了这块红土地。他在私塾里刻苦读书，开始读《大学》《中庸》《论语》《孟子》了，后来读《诗经》《易经》《礼记》《春秋》等。虽然不能完全读透，但在先生和父母常讲的古人刻苦读书的事迹激励下，奋发学习难读难懂的四书五经，在这个偏僻的息宰乡村，接受了很好的启蒙教育。
熊庆来在完成了启蒙教育的同时，也在内心深处悄然地初步建立了他做人的基本间架。像他这样性情笃实的人是很可能被那种封建思想的旧教育框住的，然而熊庆来却没有被框住。他在“子曰诗云”中悄然建立起来的做人的基架，并没有在他日后成长为爱国的科学家和诚实的教育家的道路上，竖起什么障碍。
辛亥革命之前，已经到昆明在云南高等学堂读书的熊庆来，受到革命浪潮的感染。革命热情激荡着云南民众的心，激荡着高等学堂这些热血青少年的心。在努力求学的同时，熊庆来也和同学们一道，对孙中山先生革命的消息很关心。大家经常议论着，互相传递着所听到的消息，为革命的发展而鼓舞，盼望着孙先生革命的胜利，盼望着尽快推翻清政府，憧憬着革命胜利后的前景。
1911年 10月 10日，武昌起义的枪声打响了！消息传到昆明，熊庆来和同学立即“咔嚓、咔嚓”剪掉了盘在头上多少年的那条长辫子，表示了同清政府这个腐朽的封建王朝政权的彻底决裂。熊庆来对孙中山非常敬佩，很赞同孙中山的“世界大同”思想。熊庆来还和同学们一道上书都督府，请愿北伐。后来虽未得到准许，但他们的进步热情亦可见一斑了。
辛亥革命后，中国人向西方学习科学与实业的心更切。云南当局根据形势的发展，为培养人才，建设云南，决定裁云南高等学堂，设英法文专修科，并从原高等学堂学生中考试选拔了 30多人编入英法文专修科学习，以备送往欧美留学，造就专门人才。原高等学堂未考取的其他学生并入云南师范学校优级选科。
熊庆来以优异的成绩考入了英法文专修科，编在法文班。法文班共有16人，英文班 21人。英法文专修科的学习期限 2年，由 1912年春季开始，至 1913年秋毕业。学习期间，伙食费由公家供给。学习课程以英文和法文为主，兼学国文和数学，而且注重军事训练，管理非常严格，“课程虽不高深，但甚切实”。专修科的 37名学生，中途有退学或转学的，到 1913年毕业时，只有 20多人了。熊庆来学习努力，成绩优异，进入法文班不到 1年，就可以与任教的法籍教师作一般的法语会话了。
此时，民国初建，以蔡锷为首的军政当局尤为注重培育人才。1913年，云南教育司主持留学考试，选拔学生到欧美留学。全省几百人应考，经过严格的考试后选取 13人。熊庆来名列第 3。13人中，送任嗣达、卢锡荣、杨克嵘、周恕、缪云台、范师武 6人赴美国，学习政治、工业、农业各科；送李汝哲、姜荣章、窦志鸿、秦教中、柳希权 5人赴法国，学习法政、兵工；送熊庆来、杨维浚 2人赴比利时，学习矿业。考取赴欧美留学的这 13人全是英法文专修科的学生。
在熊庆来这批留学生之前，云南历史上送往欧美的留学生有宣统年间选送比利时留学的柳灿坤、杨宝堃、张邦翰 3人。
多年后，熊庆来写自传回忆起当年出国留学时的情况，仍记忆深刻：“其时民国建造伊始，当政者似莫不有励精图治之心，培育人才尤加注意，当余与同学出滇时，省长罗佩金氏训话殷恳至三四小时之久。”
熊庆来和当时出国留学的这批同学，心情激动异常，想到桑梓的栽培之恩、地方军政首长的殷切期望、家乡令人痛心的落后现实，深感肩上责任重大。熊庆来立定志向：出国后一定要刻苦攻读，学好本领，掌握科学技术，用科学来救国，以报效桑梓，改变云南和中国的落后面貌！
熊庆来性格内敛，行事稳重，平素讲话不多，做事不张扬，然而在他内心中却是“桑梓情深”。一种来自传统的道德感时时在督促着他，激励着他，“为桑梓服务”在他来说几乎就是一种不可抗拒的召唤！