吴贻芳出生时，上面已有哥吴贻榘和姐吴贻芬。父亲吴守训，给她取名“贻芳”，合“贻芬芳”之意。因生在冬天，故别号“冬生”。在她之后，家中又添了个小妹贻荃。

她父亲祖上，原是江苏泰兴的书香门第，后迁居杭州。吴守训的祖父是翰林，父亲是举人。吴父到武昌做官以后，全家迁往武昌居住。

母亲朱诗阁，是一位祖籍杭州的大家闺秀，粗通文墨，知书达理。她勤俭持家，相夫教子，把一个家治理得井井有条。

吴守训是吴举人的独子，苦读多年才考取了秀才，但考举人却屡试不第。为了养活妻儿老小，无奈之下做了一名私塾先生，靠微薄的收入勉强糊口，生活十分拮据。

经祖父吴举人生前故交的多方斡旋，吴守训被任命为县牙厘局局长。牙厘局是水陆交通要道征收税款厘金的机构，作为湖北重要税收机构之一，牙厘局局长也被看做是一肥缺。

可吴守训既不会利用职务之便受贿、索贿、放高利贷，也不善结交权贵、巴结上司。做事向来遵纪守法，克己奉公，是个公认的实在人。他的收入就是工资，一家老小日子虽不富裕，但算得上安逸。

1904年，吴守训被调到湖北当阳县任知县。因当阳穷困，他决定自己一人赴任，全家仍留在武昌。一家人过着平凡而温馨的生活。

当时的中国，正发生着翻天覆地的变化，清王朝已是穷途末路。西方思想大量传人中国，女学思想也广为传播。自幼生长于闺门之内的吴家姐妹，也受到影响，两人常常私下里嘀咕：为啥贻榘可以在外上学，为啥她们就只能待在闺阁跟父亲识字念书？为啥男人能当家立业，女人只能一辈子围着锅台转？

每当看到奶奶那双小脚，姐妹俩就不禁感叹：难道自己也要走奶奶的老路？

一天，母亲朱诗阁的娘家亲戚从杭州来到吴家探亲。闲聊中说起杭州开办了一所女子学堂，名叫弘道女子学堂，专门招收女生。这所学校按西方模式教学，教师也受新思想影响，鼓励女生走向社会。

贻芬和贻芳听在耳中，喜在心头，姐妹俩私下商量后，正式向长辈们提出要去弘道女子学堂读书。哪知父亲一口回绝。吴守训认为，贻榘是独子，将来要靠他考取功名，光耀门楣，两个女儿应按老规矩，在家念念书，学好女红，将来找个好人家才是正事。

姐妹俩据理力争，还是遭到拒绝。贻芬从小性情刚烈，被拒后一直愤懑不已，竟萌生了轻生念头，趁家人不备，吞下了一枚金戒指，幸亏母亲及早发现，才捡回一条命。父亲没想到姐妹俩将上学看得这么重要，连忙从任上赶回家，与母亲和妻子商议后，决定送姐妹俩去学堂上学。

就这样，经过以命相拼，姐妹俩终于得到上学的机会。

1904年，姐妹俩到古城杭州进入杭州弘道女子学堂学习。这一年，贻芬15岁，贻芳11岁。姐妹俩非常珍惜这来之不易的学习机会，每天发奋苦读，很少出去玩耍。而杭州的亲戚，尤其是二姨妈一家，更是给了她们生活上不少关照。

二姨妈从小和姐妹俩母亲感情深厚，二姨夫陈叔通知识渊博，是杭州名流，对姐妹俩疼爱有加，常给她们讲人生的道理。

一眨眼，两年多过去了。睿智的陈叔通发现弘道女子学堂未开设外语课程，认为这样会影响姐妹俩的个人发展，于是建议两人去上海读启明女子学堂，这个学堂有专门的英文课，由外籍教师讲课，且有生物、动植物、音乐等课程。

然而这个建议却遭到了众亲友的反对，毕竟社会动**，两个女孩独自到陌生的上海生活，如何能让长辈安心，若有意外，可无法向吴家交代。

陈叔通却坚持己见，最终姐妹俩也接受了二姨夫的建议。

1906年年底，姐妹俩在二姨夫帮助下到了上海，通过考试进入了启明女子学堂。这里的生活让姐妹俩大开眼界。在此过程中，两人无意中听到苏州有一所景海女子学堂，课程与英国本土学校同步，教学理念更先进，于是两人就动了到景海女子学堂的念头。

1907年初，姐妹俩来到苏州，经过严格的考试，顺利考入苏州景海女子学堂。刚开始学习英语时，姐妹俩还感觉有些吃力，但是凭借着刻苦的钻研和不错的天分，很快就适应了，英语水平飞速提高。

姐妹俩从武昌到杭州，从杭州到上海，从上海到苏州，两人沉浸在书香里，憧憬着美好未来。就在这时，家中却突遭变故，父亲任职牙厘总局时受人唆使，挪用了公款，结果钱财亏光，成了替罪羊，最终走投无路投河自溺。

16岁的贻芳，第一次经受了人生的打击。父亲去世，家中贫寒，母亲深陷哀伤，她和姐姐不得不辍学回家。然而不久，在清华堂求学的哥哥又不幸去世，随后多病的母亲也过世了，姐姐贻芬伤心过度，在母亲的棺椁旁悬梁自尽。

一个月的时间，几位亲人先后离世，贻芳遭受了沉重的打击。二姨夫得知，主动承担了抚养她和妹妹贻荃的重任。连失亲人的打击让她几乎失去了生活的勇气，两年里整日恍惚度日。二姨夫及时发现，告诉她说：“自杀是一种不负责任的表现。你上还有祖母，下还有妹妹，你已是18岁的人了，你对他们有责任啊！”

在姨夫的支持和帮助下，她逐渐走出了悲痛。虽然，她没有留下这段经历的只言片语，但经历劫难并走出的她，养成了坚强的性格和拼搏的精神。

随后，她在姨父帮助下，插班进入杭州弘道女中四年级读书。此间她与学校的美籍教员诺马莉结缘并受其关注。

1915年，中国第一所女子大学——金陵女子大学，在南京诞生。时任金陵女子大学校长的美国人德本康夫人，把学校成立的这一天称为“中国妇女新的一天”。

1916年，诺马莉受聘于金陵女子大学，入校后立即推荐吴贻芳作为特别生，插入金女大一年级读书。

就这样，她进入金陵女子大学学习。当时学校教职工和学生加起来不足20人，有些学生产生了疑问：“难道这也算大学吗？”多年后，她回忆说：“当时就想，越是条件差，越要发奋读书，才能学到有用的知识。”

她很珍惜难得的学习机会，发奋苦读，经过补考，以优异的成绩成为二年级的正式生。同时，她的成绩和组织能力受到大家信任，被选为学生自治会会长。1919年，她和四位同学以优异成绩毕业，获学士学位，成为中国第一代女大学生。毕业后她受聘北京女子高等师范学校任英语教员兼英语部主任。

1922年冬，美国蒙特霍利克女子大学校长到北京女高师讲演，吴贻芳出任翻译，她那一口流利的英文和出色的翻译，给这位校长留下了深刻的印象，校长推荐她进入美国密执安大学研究生院生物系深造。

在美国留学期间，她除了学专业，还自学法文和德文。有时到饭店或公寓打工，挣钱维持生活和学习。就这样，她赢得了中国留学生的普遍好感，被荐为北美中国基督教学生会长，1925年又被推举为留美中国学生会副会长。

她虽处于紧张学习生活中，却时刻关注国内局势，当时中国军阀混战，列强欺压，对帝国主义的侵略行径，她痛恨异常。

1926年一天，澳大利亚总理应邀到密执安大学演讲。演讲中，澳总理傲慢地称：“中国不能算一个独立的近代国家，邻近的亚洲国家应当就近移民到中国去，改造中国。”

此语引得中国留学生顿时哗然，她更是气愤地当庭斥责：“这是对中国人的诬蔑！”随后，她连夜赶写了一篇文章，刊登在《密执安日报》上，义正词严地批驳了澳总理的讲话。这激发了留学生们的爱国热情，赢得了很多外国学生的赞许。