Лайнус Карл Полинг родился в Портленде (штат Орегон, США) 28 февраля 1901 года. В 1917 году Лайнус Полинг поступил в государственный колледж Орегона, где учился до 1922 года. После этого он продолжил обучение в Пасадене, в Калифорнийском технологическом институте.
В 1925 году Полинг защитил докторскую диссертацию, которая была посвящена исследованиям в сфере рентгеноструктурного анализа неорганических соединений и их результатам. В результате он получил не только ученую степень, но и государственную стипендию.
Полинг решил продолжать образование, для чего отправился в Европу. Он посетил Мюнхен, Цюрих и Копенгаген, занимаясь с такими известными химиками и физиками, как Нильс Бор, Эрвин Шредингер и Арнольд Зоммерфельд. Атомная физика и квантовая теория вызывали наибольший интерес молодого ученого. В 1939 году вышел в свет его научный труд, посвященный структурной химии «Природа химической связи».