محمدرضا پهلوی در روز ۴ آبان ۱۲۹۸ (۱ صفر ۱۳۳۸ ه. ق، ۲۶ اکتبر ۱۹۱۹) در خانهای اجارهای در محلهٔ دروازه قزوین تهران با اصالت مازندرانی زاده شد. پدر او «رضا سوادکوهی» (سپس «رضاخان میرپنج» و پس از آن «رضاشاه پهلوی») و مادرش نیمتاج (بعدها تاجالملوک آیرملو) بود.اصالت خانوادگی محمدرضاشاه از سوادکوه مازندران میباشد. او در کتاب مأموریت برای وطنم اینچنین آوردهاست: «پدرم در سال ۱۲۵۶ در استان مازندران که نزدیک بحر خزر است، پا به عرصهٔ وجود گذاشت. او برخلاف پادشاهان قاجار که چنانکه گفتم از «نژاد ترک» بودند، از خانوادهای «اصیل ایرانی» بود و پدر و جدش در ارتش ایران با سمت افسری خدمت کرده بودند. جد او در یکی از جنگهای ایران و افغانستان از خود شجاعت و رشادت مخصوصی نشان داده و پدرش فرماندهی هنگی را که در استان مازندران ساخلو داشت، عهدهدار بود. سه ماه پس از کودتای ۳ اسفند ۱۲۹۹ و به قدرت رسیدن پدرش، خانواده او به خانهای بزرگتر نقل مکان کردند. در این هنگام محمدرضا ۲ سال داشت. او با پدر و مادر، دو خواهر و یک برادرش به نامهای شمس، اشرف (دوقلو با محمدرضا) و علیرضا پهلوی به خانهٔ تازه خود رفتند. در این خانه او زبان فرانسوی و کلیاتی دربارهٔ فرهنگ غرب، انقلاب فرانسه، روشنفکران غربی و تاریخ غرب را نزد پرستار فرانسویاش مادام ارفع آموخت.
محمدرضا پس از به پادشاهی رسیدن پدرش و در هفت سالگی به ولیعهدی رسید. در مراسم تاجگذاری پدرش، برای رضاشاه یک تاج اختصاصی ساخته شد. از آن پس، محمدرضا به کاخی اختصاصی در مجموعهٔ قاجاری گلستان برای آغاز آموزشهای رسمی پادشاهی منتقل شد و به همراه بیست تن از همکلاسیهای دستچینشده به مدرسهٔ نظام رفت. رضاشاه تلاش میکرد تا با محمدرضا مانند سایر دانشآموزان کلاس رفتار شود، ولی این کار در عمل ممکن نبود؛ زیرا همه میدانستند که او ولیعهد است و این یک واقعیت تغییرناپذیر بود.
محمدرضا پهلوی در پانزدهم شهریور ۱۳۱۰ برای ادامه تحصیل به سوئیس اعزام شد. سوئیس بهدقّت انتخاب شده بود. این کشور غربی و اروپایی، ولی در اروپای سیاستزدهٔ آن روزها، غیرسیاسی بود. خانوادهاش او را تا انزلی بدرقه کردند. کشتی بعد از دو روز به باکو رسید و در ادامهٔ سفر، محمدرضا و همراهانش با قطار و از راه لهستان و آلمان به ژنو در سوئیس رفتند و برای مدت دو هفته در کنسولگری ایران در ژنو اقامت کردند. همراهان اصلی وی در این سفر علیرضا پهلوی، عبدالحسین تیمورتاش و پسرش مهرپور، علیاصغر نفیسی (پیشکار ولیعهد) و مستشارالملک (آموزگار زبان فارسی ولیعهد) بودند.[۱۱] با آن که قرار بود ولیعهد در شهر لوزان در دبیرستان لهروزه تحصیل کند، ولی به علت ناهماهنگی در ثبتنام، بهمدت یک سال در یک مدرسهٔ معمولی[یادداشت ۲] تحصیل کرد. او در سال نخست در منزل یک خانواده سوئیسی اقامت کرد. از سال بعد وی به دبیرستان لهروزه[یادداشت ۳] منتقل شد. او در آغاز نمیدانست چگونه باید با پسرانی که اهمیت نمیدادند او ولیعهد است، رفتار کند. در ایران او عادت داشت که رفتار متفاوتی با او بشود.[۱۲]
دبیرستان لهروزه از گرانقیمتترین مدارس جهان است. دروس سخت و سنگین دبیرستان، آموزش اضافهٔ زبان و ادبیات فارسی و سختگیری بیش از حد نفیسی باعث شده بود تا محمدرضا از شرایط موجود ناراضی باشد. او وظیفه داشت که هر هفته برای پدرش نامهای بنویسد و گزارشی از وضع خود و برادرش علیرضا را به پدرش ارائه کند. در تهران این نامهها با تشریفات خاصی به رضاشاه ارائه میشد. شاه خود در کتاب مأموریت برای وطنم ادعا کردهاست که پیش از بازگشت به ایران در سال ۱۹۳۶ موفق به دریافت دیپلم از مدرسهٔ لهروزه در سوئیس شدهاست، اما سوابق موجود در مدرسه نشان میدهد که محمدرضا پیش از دریافت دیپلم، به درخواست پدرش و به دلایل سیاسی به ایران بازگشتهاست و تحصیلاتش را در ایران ادامه دادهاست. سوابق مدرسه لهروزه، محمدرضا را دانشآموزی «بسیار خوب» توصیف میکنند.
اقامت محمدرضا در سوئیس ۵ سال به طول انجامید. او در ۱۷ سالگی از سوئیس به ایران بازگشت و در دانشکدهٔ افسری مشغول به تحصیل شد. نظام آموزشی این دانشکده بر اساس روشهای مدرسهٔ نظامی سن سیر بود. او دو سال بعد و در ۱۹ سالگی با درجهٔ ستوان دوم از این دانشکده فارغالتحصیل شد. در این دوره او با فتحالله مینباشیان آشنا شد و تحت تأثیر او قرار گرفت. در این دوره، نشستهای روزانهٔ منظمی میان محمدرضا و پدرش انجام میگرفت. پس از فارغالتحصیلی، او به مقام بازرسی ارتش شاهنشاهی رسید. علاوه بر این، رضاشاه به تدریج محمدرضا را حتی در تصمیمگیریهای مهم خود در امور جاری کشور دخالت داد. او در بیشتر سفرها به گوشه و کنار کشور، رضاشاه را همراهی میکرد. محسن صدر با ذکر خاطرهای نشان میدهد که رضاشاه، به توصیههای محمدرضا عمل میکردهاست.