Su pequeño tamaño y delicado estado hacen temer sobre su suerte aunque finalmente sobrevive. Su madre Hannah Ayscough, se volvió a casar cuando Newton tenía tres años, yéndose a vivir con su nuevo marido, el reverendo Bernabé Smith, dejando al pequeño Isaac al cuidado de su abuela, Margery Ayscough. Su progenitora tuvo tres hijos en este segundo matrimonio.
Su madre quería que se convirtiera en agricultor, pero Newton aborrecía la agricultura.
Desde los 12 años hasta que cumplió los 17, cursó estudios en la escuela primaria en Grantham. En 1661, ingresó en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, donde estudió matemáticas bajo la dirección del matemático Isaac Barrow.
Recibió su título de bachiller en 1665 y le nombraron becario en Trinity College en 1667 (entre 1665 y 1667 la Universidad de Cambridge se cerró por la peste y Newton regresó a Woolsthorpe). Desde 1668 fue profesor. Newton se dedicó al estudio e investigación de los últimos avances en matemáticas y a la filosofía natural.
Realizó descubrimientos fundamentales que le fueron de gran utilidad en su carrera científica. Consiguió en el campo de la matemáticas sus mayores logros. Generalizó los métodos que se habían utilizado para trazar líneas tangentes a curvas y para calcular el área encerrada bajo una curva, descubriendo que los dos procedimientos eran operaciones inversas. Uniéndolos en lo que llamó el método de las fluxiones, desarrolló en 1666 lo que se conoce hoy como cálculo, un método nuevo y poderoso que situó a las matemáticas modernas por encima del nivel de la geometría griega. En 1675 Leibniz llegó de forma independiente al mismo método, al que llamó cálculo diferencial; su publicación hizo que Leibniz recibiera los elogios por el desarrollo de ese método, hasta 1704, año en que Newton publicó una exposición detallada del método de fluxiones. En 1669 obtuvo la cátedra Lucasiana de matemáticas en la Universidad de Cambridge.
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