沃纳·冯·布劳恩征服宇宙的热情可以溯源于母亲的影响。他的母亲埃米· 冯·布劳恩男爵夫人出身（瑞）典—德（国）贵族世家，是一位很有教养的女士。她酷爱文学和音乐，能熟练地用6种语言会话，还是一个业余天文学爱好者。她很注意培养小韦纳的好奇心。当儿子在路德派教堂行坚信礼时，她没有按惯例给他金表，却给了他一具望远镜。“于是，我也成了一个业余天文爱好者，从而对宇宙产生了兴趣。”冯·布劳恩说。后来，他对有朝一日把人送上月球的飞行器产生了好奇心。 沃纳·冯·布劳恩13岁时在柏林豪华的使馆区街道上进行了他第一次火箭试验。他从一个焰火商那里买到了六支特大号的焰火，绑在自己的滑坡车上。冯·布劳恩回忆道，“车子完全脱离了控制，拖着彗星尾巴似的火焰冲出去了。我万万没有想到我的火箭会有这么大的威力。最后，焰火在雷鸣般的一声巨响中燃烧干净，车子也停了下来。警察很快就把我抓住。幸好没有人受伤，所以我就被释放了，交给了农业部长——我的父亲去管教。”

    当时他发现，有许多东西值得探究，但是这些在他上的法国人办的大学预科学校课程里几乎都没有。在十分关键的一个学年，冯·布劳恩打定主意要在父亲的汽车房里自己动手造汽车。但是这位年轻发明家的汽车没造好，却耽误了他复习功课的时间，结果冯·布劳恩的数学和物理两门功课都不及格。他父亲决定让他转往另一所风格不同的学校。 1925年，冯·布劳恩读到了赫尔曼·奥伯特（H. J. Oberth）写的《通向星际空间之路》一书。从此，他毫不犹豫地选定了自己的终身事业：征服宇宙空间。后来他回忆，把书“打开一看，我吓呆了，满纸都是五花八门的数学公式，叫人莫名其妙。我跑去找数学老师，问他怎样才能弄懂赫尔曼·奥伯特说的话。他要我好好学习数学和物理，那恰恰是我最差的两门功课！”冯·布劳恩决心要取得成功。他全力攻读这两门叫人头痛的学科，成绩逐渐提高。1928年，他转学到北海施皮克罗格岛上的赫尔曼·利茨学校。这所学校的学生上午上完六小时课以后，把下午的时间花在木工、石工或农事方面。这比起拉丁文散文翻译成法文来，更让他喜欢。因为渴望弄懂奥伯特航天书里的各种符号，他知难而进，不久就成了班上功课最好的学生。

    后来他回到柏林，在夏洛滕堡工学院注册入学。按照学校严格的校规和极其注重实践的条例，他必须同时在博尔西西机器厂当学徒。 进厂头一天，一个工头给了他一块和茶壶一样大的铁块和一把挫刀，要求把它做成一个完好的立方体。布劳恩最初锉出来的东西无论如何也不能让工头满意。后来他回忆说：“五个星期过去了，铁块一天天越来越小，我的手指却越来越粗糙。但是，我决心磨出一个他挑不出毛病的立方体。最后，我把费尽全力做出来的成品交给他，只比胡桃略大一点。他透过布满灰尘的眼镜凝视着，对每一面都作了检查，我的心直跳。全部辛苦所得到的报偿只是他说了一声‘好！’” 冯·布劳恩不仅当过钳工学徒，还开过车床和牛头刨床，并且在铸工车间和锻工车间干过三个月。学徒期满后，他还在机车装配库工作过。

    冯·布劳恩进入工学院之时，德国正处于业余爱好者研究火箭技术的热潮。不断有人把火药火箭用于驱动雪橇、车辆甚至飞机，打破了若干世界记录。但是影响最大的还是赫尔曼·奥伯特教授，由于他写的理论与实践相结合的宇航著作，他常常被人们称誉为“现代火箭技术的先驱”。1930年春，奥伯特从罗马尼亚老家回到德国，准备开始进行实验，以证实他的论点：火箭动力的最佳来源是液体而不是火药。就在这个时候，冯·布劳恩通过朋友的帮助，幸运地会见了奥伯特。冯·布劳恩对奥伯特说：“我还在技校学习，除了业余时间和热情以外一无所有，但是我能帮助做点什么事吗？”教授说：“你马上就来吧。”冯·布劳恩参加了奥伯特创建的德国空间旅行协会，很快又成为董事会成员。

    奥伯特还得到其他的助手鲁道夫·内贝尔 ( Rudolf  Nebel )和克劳斯·里德尔 ( Klaus  Riedel )等人的帮助。他们的微型液体火箭发动机实验在1930年7月终于获得成功。他请来了国立化工研究室的一位里特尔博士，证明发动机在90秒内产生出7公斤推力。在这一过程中，消耗汽油和液氧4.79公斤。 可惜的是，奥伯特由于经济上的原因，不久以后重新被迫在罗马尼亚任教。但是他的助手鲁道夫·内贝尔带领大家继续研液体燃料火箭技术。冯·布劳恩后来说：“回顾过去，我们的事业主要是基于乐观主义和一片痴迷，但是这并不妨碍我们在火箭发动机设计方面取得十分可观的进展。但是，我们还是必须把第一枚火箭射上天。没有这种看得见摸得着的成就来为我们自己的增光，就很难指望我们自命不凡的火箭飞行场在经济上能生存下去。”

    1931年夏天，冯·布劳恩暂时到瑞士苏黎世的联邦工学院去深造。10月份他回国正赶上内贝尔小组头一次公开表演发射微型火箭“米拉克1号”。由于推力不足，在发射导轨中上升不到一半的距离，就因燃料耗尽又悄悄地落到原来的位置上。没过几个星期，这种火箭终于成功上升到1千英尺以上的高度。

    冯·布劳恩于1932年春从夏洛滕堡工学院毕业，并获得航空工程学士学位。但是，他决定转入柏林大学。在奥伯特以及内贝尔火箭小组的研制实践使他认识到，要掌握火箭和宇航技术征服外层空间，仅有工学知识是不够的。必须精通更多的包括物理、化学和天文学在内的理论科学，才能透彻地理解相关问题的所有方面，并建立新的火箭发动机理论。   当时，杰出的物理学家马克斯·冯·劳厄( M. T. F. Von  Laue ,  1879－1960 )和埃尔温·薛定谔( E. Schrodinger, 1887－1961)都在柏林大学任教。他一面在大学学习，一面利用德国陆军提供的研究经费，建立起自己的小组，设计并试制更大的火箭发动机。这样，在那几年的时间里，年轻的布劳恩就实现了基础理论学习、工程设计与制造以及实验研究的高度紧密结合。得天独厚的条件和机遇，使一位杰出的科技天才迅速成长起来。

    1934年，这位年仅22岁的学生工程师毕业于柏林大学，并获得了物理学博士学位。他写的论文评为最高等级－特优。论文论述了液体推进剂火箭发动机理论和实验的各个方面，开创性地分析并解决了包括发动机中发生的复杂的喷射、雾化、燃烧、离解、气态平衡和膨胀等一系列关键问题。但是因为军事安全方面的原因，这篇论文长期不允许发表。直到第二次世界大战之后，军事限制取消了，这篇论文最后得以印刷出版。大约30年后，德国宇宙飞行协会还将该文作为其正式期刊的特刊重新出版。