Niên thiếu

De Duve là con của Alphonse de Duve (1883-1961) và Madeleine Pungs (1884-1977) ở Antwerpen, Bỉ. Ông sinh tại Thames Ditton, Surrey, Vương quốc Anh, khi gia đình này chạy sang Anh trong thời Thế chiến thứ nhất. Gia đình ông trở lại Bỉ năm 1920. De Duve học ở trường Onze-Lieve-Vrouwe college ở Antwerp của dòng Tên, rồi vào học ở Đại học Công giáo Louvain, ông muốn nghiên cứu kỹ về hoạt động nội tiết nên đã gia nhập phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Joseph P. Bouckaert.

Năm 1940, khi đang học năm cuối tại trường Y, Đức xâm lược Bỉ. Ông đi nghĩa vụ cho quân đội Bỉ và phục vụ ở chiến trường miền Nam nước Pháp với vai trò là sĩ quan quân y. Ở đây, ông bị quân Đức bắt và coi là "tù nhân chiến tranh". May mắn thay, nhờ thông thạo tiếng Đức, ông lừa kẻ bắt giam và trốn về Bỉ (sau này, ông miêu tả cuộc chạy trốn "buồn cười hơn là anh dũng"). Ông ngay lập tức bắt tay vào học Y tiếp và có bằng Tiến sĩ Y khoa năm 1941 ở Leuven.

Sau khi tốt nghiệp, nghiên cứu chính của Duve về insulin và vai trò của nó trong quá trình chuyển hóa glucose. Ông đã tiên phong phát hiện rằng một chế phẩm insulin trên thị trường đã bị nhiễm bởi một hormon tụy khác, glucagon đối kháng. Tuy nhiên, các nguồn cung cấp phòng thí nghiệm tại Leuven đang thiếu, nên ông đã tham gia một chương trình để đạt được bằng trong hóa học tại Viện Ung thư. Nghiên cứu insulin của ông được tổng kết trong một cuốn sách có tiêu đề Glucose, Insuline và Diabète (Glucose, Insulin and Diabetes) xuất bản năm 1945, đồng thời ở Brussels và Paris. Cuốn sách đã giúp ông có bằng Ph.D - học vị cao nhất. Sau đó, ông lấy bằng ThS về hóa học vào năm 1946, và làm công việc tinh chế penicillin. Để nâng cao kỹ năng hóa sinh của mình, ông đã được huấn luyện trong phòng thí nghiệm của Hugo Theorell (người sau này đoạt giải Nobel Sinh lý học và Y học năm 1955) tại Viện Y học Nobel ở Stockholm trong 18 tháng trong suốt những năm 1946-1947. Năm 1947, ông nhận được hỗ trợ tài chính từ quỹ Rockefeller và làm việc 6 tháng với Carl và Gerti Cori tại Đại học Washington ở St. Louis (chồng và vợ là những người đoạt giải Nobel Sinh lý học và Y học năm 1947).