Isaac Newton nasceu na noite de Natal de 1642, em Woolsthorpe, nas proximidadesda cidade de Grantham, em Lincolnshire, Inglaterra. Prematuro e tão pequeno, o médico achou que não teria esperança de vida. Seu pai havia morrido algumas semanas antes, em outubro de 1642, e sua mãe, Hannah Ayscough Newton, administrava a propriedade rural da família. Para os padrões da época, a situação financeira era estável, pois a fazenda garantia um bom rendimento anual. Sua mãe casou-se novamente quando Isaac tinha três anos e foi viver com seu marido, o pastor Barnabas Smith, em North Witham. Apesar de morar a alguns quilômetros de Grantham, a mãe deixou Newton em Woolsthorpe para ser criado pelos avós. Newton herdou uma propriedade de seu pai e recebeu outra como dote do Reverendo Smith, quando ele se casou com Hannah.
 

Quando Newton tinha 10 anos, em agosto de 1653, o reverendo Barnabas Smith morreu e sua mãe voltou para a fazenda, trazendo três meio-irmãos: Marie de 6 anos, Benjamin, de 3 anos e Hannah, ainda um bebê. Como será que esses acontecimentos influenciaram a personalidade de Newton? Não há nenhum relato sobre qualquer tipo de afeto por parte da mãe, tampouco do padrasto ou dos avós. Embora tivesse vários tios e primos que viviam naquela região, Newton não estabeleceu nenhum laço com eles e tudo leva a crer que sua infância foi triste e solitária. Ele era um menino tímido, de olhar distante e de temperamento bastante difícil. Naquela época, as crianças eram educadas para trabalhar nos negócios da família, mas Isaac nunca havia demonstrado interesse nem talento para os trabalhos na fazenda. Ao invés disso, passava horas construindo brinquedos de madeira e observando relógios solares.

        Newton freqüentou algumas escolas diurnas nos vilarejos vizinhos de Skillington e Stoke e quando tinha 12 anos, em 1655, foi estudar na King’s School em Grantham. Embora a escola não fosse distante da fazenda, ele ficou morando na cidade, em um quarto alugado na casa do Sr. Clark, um farmacêutico. Lá moravam também três enteados do Sr. Clark: Edward e Arthur Storer, e uma irmã menor. Alguns anos depois, parece que Newton e a srta. Storer tiveram algum envolvimento amoroso, e esse parece ter sido o único romance de que se tem notícia, nos seus 84 anos de vida.