王光美最早同四个妹妹住在一间大屋子里，后来上初中时她感到和妹妹们在一起有些吵，就让家里把过道隔出来，搁了一张小桌子，她在过道里每天做作业和读书。她一般早上五点起床在院子里学习，晚上也都是全家睡得最晚的人。此时的王光美学习上进，思想活跃，兴趣也很广泛。在家里学习累了，就听一会儿留声机，其中听得最多的是古典音乐。

　　有一位叫王乾元的女同学，是王光美最好的伙伴，也是她的学习对手。她们两人总是在全班第一和第二名中比赛角逐，一度被传为佳话。多年后，两人相见，谈起当年比赛学习的事，都记忆犹新。

　　1939年9月，王光美考入德国人开办的北京辅仁大学，在数理系就读光学专业，以优异成绩毕业后就读硕士研究生。

　　1945年，王光美从辅仁大学毕业，获理学硕士学位，毕业论文题目是《利用光学测量距离》。当时理学硕士中很少有女生。

　　王光美是中国最早几位理学硕士之一。硕士研究生毕业的当年，她考取了美国斯坦福大学和芝加哥大学原子物理系全额奖学金博士研究生。

　　受当时“读书救国论”的影响，王光美立志成为居里夫人那样的科学家。她准备抗日胜利后去美国留学，攻读原子物理专业，这个专业被喻为当时各学科中的“皇冠”，她的老师为她写了一封热情的留学推荐信。

　　在荷兰的一家图书馆里，至今还保存着王光美当年的学习成绩单，上面有着“数学女王”的字样。但王光美的人生之路在此时出现了重要拐点。