Nato a Torino in una famiglia ebraica il 31 luglio 1919, nel 1934 si iscrive al liceo classico "Massimo d'Azeglio" di Torino, noto per aver ospitato docenti illustri e oppositori del fascismo come Augusto Monti, Franco Antonicelli, Umberto Cosmo, Norberto Bobbio, Cesare Pavese, Massimo Mila, Leone Ginsburg e molti altri. Questi insegnanti sono però già stati allontanati e il clima politico si è ormai raffreddato. Nel 1937 si diploma e si iscrive al corso di laurea in chimica presso l'Università di Torino. Nel novembre del 1938 entrano in vigore, anche in Italia, le leggi razziali, che introducono gravi discriminazioni ai danni dei sudditi italiani che il regime considerava "di razza ebraica". Le leggi razziali hanno un determinante influsso indiretto sul suo percorso universitario ed intellettuale. Scrive: "Nella mia famiglia si accettava, con qualche insofferenza il fascismo. Mio padre si era iscritto al partito di malavoglia ma si era pur messo la camicia nera. Ed io fui balilla e poi avanguardista. Potrei dire che le leggi razziali restituirono a me, come ad altri, il libero arbitrio. Le leggi razziali precludono l'accesso allo studio universitario agli ebrei, ma concedono di terminare gli studi a quelli che lo hanno già intrapreso. Levi è in regola con gli esami, ma, a causa delle leggi razziali, ha difficoltà a trovare un relatore per la sua tesi; si laurea comunque nel 1941 a pieni voti e lode, con una tesi in fisica. Il diploma di laurea riporta la precisazione «di razza ebraica». In quel periodo suo padre si ammala di tumore. Le conseguenti difficoltà economiche, e le leggi razziali rendono affannosa la ricerca di un impiego. Viene assunto in maniera semi illegale in un impresa che lo incarica di trovare un metodo economicamente conveniente per estrarre le tracce di nichel contenute nel materiale di scarto di una cava. A questo periodo risalgono i primi esperimenti letterari, due brevi racconti pubblicati molti anni dopo all'interno del romanzo "Il sistema periodico". Nel 1942 si trasferisce a Milano avendo trovato un impiego migliore presso una fabbrica svizzera di medicinali. Qui Levi assieme ad alcuni amici viene in contatto con ambienti antifascisti militanti ed entra nel Partito d'Azione clandestino.
