1931年，李正名出生于上海一个知识分子家庭。祖父、伯父、父亲、母亲都曾在国外求学后回国工作。李正名从小耳濡目染先辈们学成归国、报效国家的事迹，为多年后自己的人生选择树立了榜样。
1948年，李正名考取了美国私立大学联合奖学金，就读于美国埃斯金大学化学专业。生活上独立自主，学业上刻苦努力，李正名在学校内很快便崭露头角。尤其是他在有机化学课程上表现突出，该校化学系主任斯隆教授对之非常满意，把实验课的一些管理工作交给了他。
1951年，抗美援朝战争期间，美国不断掀起反华、反新中国浪潮。充满爱国情怀的李正名对此非常不满，于是他开始考虑中断学习提前回国。在克服了一系列阻挠后，李正名终于在1953年作为第一批乘船归国的留学生，回到了新中国的怀抱。
多年后回忆这段往事，李正名感慨地说：“我们这代人多数都怀着科学救国的理想。到美国去学习先进的科学技术，想的就是学成后报效祖国，我父母也一直教育我要拿到学位后回国作贡献。我身边有很多老一辈科学家朋友，都生在那个年代，有着同样的理想，个个都很有才华，最后都选择回到自己的祖国。如果当时没有朝鲜战争，没有歧视，没有排斥，我还有可能在那里继续读到博士，但最终一定会回到我的祖国。”
他觉得，为了建设现代化的祖国，能和同志们一起团结奋斗，共同分担挫折的忧虑和分享成功的喜悦，并能得到家人的理解和支持，将青春年华的汗水撒在祖国的大地上是个人最大幸福。
