Bà sinh ngày 8 tháng 9 năm 1906, là con gái thứ trong một gia đình người Việt giàu có mang quốc tịch Pháp ở Nam Kỳ. Cha của bà là Nghị viên Bùi Quang Chiêu, một chính khách có tiếng ở Nam Kỳ thời Pháp thuộc. Mẹ bà là Vương Thị Y, thuộc một gia đình giàu có người gốc Hoa.[2]

Tuy nguyên quán ở trong Nam, bà lại được sinh ra ở Hà Nội và lớn lên ở Sài Gòn. Thuở nhỏ, bà học Trường St Paul de Chartres, tức Trường Nhà Trắng tại Sài Gòn. Năm 1915, bà thi vượt cấp và đậu bằng Certificat sớm 2 năm. Sau đó, bà vào học trường Collège des Jeunes Filles, trước năm 1975 là Trung học Gia Long Sàigòn, nay là Trung học Nguyễn Thị Minh Khai.

Bà sang Pháp du học năm 15 tuổi. Một năm sau đó, mẹ bà qua đời vì bệnh lao phổi. Có lẽ việc này đã tăng thêm nguyện vọng của bà theo ngành y. Việc học của bà bị gián đoạn một năm vì bệnh đau mắt (trachoma), tuy nhiên đến năm 1926, bà cũng tốt nghiệp bậc trung học tại Lycée Fenelon ở Paris.