Lluís Santaló va néixer a Girona, el 9 d’octubre de 1911 al si d’una família de gran reputació pedagògica. Als 16 anys anà a estudiar a Madrid, a la Facultat de Matemàtiques. Obtingué la llicenciatura el 1934, i ajudat pel professor Julio Rey Pastor, viatjà a Hamburg per treballar amb W. Blaschke en probabilitats geomètriques, iniciant-se així en el que s’anomenaria geometria integral. El 1936 publicà la seva tesi doctoral.

Afectat de paràlisi des del seu naixement, fou pràcticament autodidacte en les matèries científiques. Inclinat aviat cap a la matemàtica, començà la seva tasca d’investigació amb un treball sobre sumació de sèries que fou publicat a “Comptes Rendus” de l’Académie des Sciences de París.