郑毓秀的父亲是清朝户部官僚郑文治，家境富裕。郑毓秀幼年学习儒学，研读四书五经，后来到天津教会崇实女子学校念书。1905年(光绪31年)，她到日本留学，其间经廖仲恺介绍加入中国同盟会。
1911年(宣统3年)归国，担任革命派暗杀要人任务的联络员等职务，曾参加京津同盟会分会暗杀袁世凯计划。1912年(民国元年)1月，暗杀袁世凯行动开始前，受到京津同盟会分会的紧急指示而中止，改为刺杀良弼而取得成功，郑毓秀在其中也作出了贡献。同年中，郑毓秀到法国勤工俭学。1914年，她在巴黎学习法律，1917年得到巴黎大学法学硕士学位，随即加入法国法律协会。1919年，据说出席巴黎和会的中国代表团在压力下准备签署凡尔赛条约，时任代表团随员的郑毓秀在签字日的前日即6月27日组织留学生数百人包围首席代表陆征祥养病所在的圣·克卢德医院，要求中国拒绝签字 。
1925年，她获得巴黎大学法学博士学位，成为中国历史上第一位女性法学博士，也是目前有确切资料可查的中国历史上第一位女性博士。此后她被北京政*府任命为驻欧调查委员，同年中归国。
