В семье Вернадских существовало предание, что их род начался с литовского шляхтича Верны, перешедшего на сторону казаков и казнённого поляками во времена Богдана Хмельницкого. Дети его остались в Запорожской Сечи, и впоследствии прадед В.И.Вернадского после окончания академии в Киеве стал священником, его средний сын стал военным врачом в армии Суворова, попав в плен к французам, получил орден Почётного легиона (как специалист) и в 1804 году женился на дворянке Екатерине Короленко. Таким образом, учёный В.И.Вернадский и писатель В.Г.Короленко являлись троюродными братьями.

Отец В.И.Вернадского - Иван Васильевич после окончания Киевского университета в двадцать девять лет и после защиты докторской диссертации по политэкономии становится профессором Московского университета.

В 1860 году умирает первая жена профессора Мария Николаевна Шигаева, сделавшая свой вклад в политэкономию и ставшая единственной тогда женщиной-писательницей, пишущей на экономические темы. Остался её сын Николай, который впоследствии оказал большое влияние на В.И.Вернадского.

В 1862 году будущий отец Владимира Вернадского женится на дочери генерала артиллерии Анне Петровне Константинович, в 1863 году у них родился сын — Владимир. Через год появились близнецы Екатерина и Ольга. Но в 1868 году отца парализовало, поправился он не полностью и занял должность управляющего конторой Государственного банка в Харькове. Харьковские годы оставили самые хорошие воспоминания у В.И.Вернадского.

О своём детстве В.И.Вернадский вспоминал: «Самыми светлыми минутами представлялись мне в это время те книги и мысли, какие ими вызывались, и разговоры с отцом и моим двоюродным дядей Е.М.Короленко, помнится также сильное влияние моей дружбы с моим старшим братом. Я рано набросился на книги и читал с жадностью всё, что попадалось мне под руку, постоянно роясь и перерывая книги в библиотеке отца».

Г.П.Аксёнов в своей книге «Вернадский» («Молодая гвардия», М., 2001) отмечает, что дядя В.И.Вернадского - Евграф Максимович Короленко всю жизнь был военным, а выйдя в отставку, читал научно-популярные и научные книги, и на него особое впечатление произвела книга Дарвина «Происхождение видов».

В 1873 году Владимир Вернадский поступил в харьковскую гимназию, а через год, потрясённый смертью брата Николая, Вернадский записывает: «Да, есть две вещи, которые нелегко перенести - горе, постигшее семейство, и потерю Отечества». На последнее соображение его натолкнула поездка в составе семьи по Европе (Германия, Швейцария, Италия).

В 1877 году семья переехала в Петербург, Вернадский учился в гимназии, затем в лицее, а отец открыл издательскую фирму «Славянская печатня» и книжный магазин на Невском проспекте. В 13-14 лет у Владимира Вернадского возникает интерес к славянству, к бурным общественным событиям и к природоведению.

В 1881 году произошло сразу же несколько событий, изменивших жизнь не только юного Вернадского, но и всей страны. Цензура закрыла отцовский журнал, отца постиг второй удар, его парализовало, и был убит Александр II. В этом же году В.И.Вернадский сдал выпускные экзамены и поступил в Петербургский университет.

В Петербургском университете в это время работали выдающиеся русские учёные, в частности, лекции по химии читал Менделеев. Г.Аксёнов отмечает: «Открывая перед студентами стройность и законосообразность природы, Менделеев укреплял в них уверенность в силе личности и её способности преодолеть дурные обстоятельства, в том числе и общественные».

В Университете в этот период было организовано научно-литературное общество (1882-87), во главе которого стоял Научный отдел, и в нём Вернадский вёл минералогию.

В.И.Вернадский учится наблюдать природу, что было замечено профессором Докучаевым, который учил студентов тому, что настоящая наука начинается с поиска связи между видимыми явлениями.

Побывав вместе с В.В.Докучаевым в Сестрорецке, Вернадский записывает: «Прежде я не понимал того наслаждения, какое чувствует человек в настоящее время, искать объяснения того, что из сущего, из природы воспроизводится его чувствами, не из книг, а из неё самой».

Большой научной школой для Вернадского стала организованная Докучаевым Нижегородская экспедиция (1882-87); через два года Вернадский один прошёл свой первый геологический маршрут, его статья была опубликована в отчёте экспедиции. «Она открыла собой огромный список — книг и статей — почти 700 публикаций за шестьдесят последующих лет» (Г.Аксёнов).

В 1884 году Вернадский принимает предложение Докучаева и становится сотрудником минералогического кабинета Университета. В 1884 году Вернадский вступает во владение имением (Вернадовкой), а в 1886 году женится на Наталье Егоровне Старицкой, в 1887 году у них рождается сын Георгий, позже ставший профессором русской истории Йельского университета США. Вернадский сближается с братьями жены и в честь одного из них называет описанный им минерал.

В марте 1888 года Вернадский уезжает в командировку за границу, сначала в Вену, затем в Неаполь и, наконец, в Мюнхен, где начинает работать в лаборатории кристаллографии. Вскоре он пишет жене, оставшейся в России с маленьким сыном: «»У меня появились руки». Он овладевал методикой», — отмечает Г.Аксёнов.

После окончания учебного года Вернадский отправляется в большое путешествие по Европе с целью ознакомления с минералогическими музеями. Он побывал в Австрии, Швейцарии, Франции и участвовал в 5-й сессии Международного геологического конгресса в Англии. Здесь его приняли в члены Британской ассоциации наук. Вернадский возвращается в Мюнхен и вскоре в Вене встречает жену с ребёнком и переезжает работать в Париж.

В 1890 году Вернадский приезжает в Москву, предварительно поработав над описанием почв Кременчугского уезда. В Московском университете ему предложили кафедру минералогии и кристаллографии, хотя к этому времени (к 26 годам) он был лишь кандидатом (то есть человеком, защитившим диплом в высшем учебном заведении), не успев защитить диссертации, соответственно, на степень магистра и доктора наук.

В Московском университете В.И.Вернадский начал преподавать ровно через сорок лет после своего отца, здесь в его распоряжении оказался минералогический кабинет и хорошо оснащённая химическая лаборатория, а со второго семестра Вернадский начал читать лекции на физико-математическом и медицинском факультетах. Одна из слушательниц писала: «Мы ждали его лекций, как праздника. Они оживили мёртвую природу, камни заговорили» (Г.Аксёнов). Аксёнов отмечает также, что Вернадский сознательно резко отделил минералогию от кристаллографии. Первая стала относиться к комплексу наук о Земле, вторая стала физико-математической наукой.

Вернадский видел суть минералогии как научной дисциплины не в беспристрастном описании внешнего вида и свойств различных минералов, а рассматривал минералогию прежде всего как химию природных соединений земной коры — минералов.

Интересно, как в этот период времени переплетены судьбы выдающихся русских учёных Менделеева, Докучаева, Вернадского: Вернадский защищал диссертацию на звание магистра минералогии, его оппонентом был Докучаев, а с работой лично познакомился Менделеев, отличавшийся чрезвычайной научной требовательностью.

Здесь, на этом примере, особенно видна необходимость создания и поддержания научных школ, преемственность научных традиций, опасность существования которых хорошо понимали демократы, развалившие Советский Союз и передовую русскую науку.

Защитив докторскую диссертацию по кристаллографии, Вернадский становится сначала экстраординарным, а в 1902 году — ординарным профессором. Он участвует в организации международного съезда геологов в Москве в 1897 году, выезжает в восточную и центральную Европу, посещает горнорудные районы её.