Inge Lehmann được sinh ra và lớn lên tại Østerbro, Đan Mạch. Bà là con gái của nhà tâm lý học Alfred Georg Ludvik Lehmann (1858 - 1921). Bà được nhận nền giáo dục tại một trường trung học có nền giáo dục tiến bộ do Hanna Adler, một người dì của Niels Bohr, thành lập. Bố bà và Adler là hai người có ảnh hưởng nhiều nhất tới việc phát triển tri thức của bà.

Bà học khoa toán tại trường đại học Copenhagen và trường đại học Cambridge, mặc dù việc học bị gián đoạn vì lý do sức khỏe. Bà tiếp tục việc nghiên cứu tại Cambridge trong giai đoạn 1910 - 1911 tại đại học Newnham. Năm 1911, và quay trở lại từ Cambridge sau khi quá mệt mỏi vì quá trình nghiên cứu, và ngừng nghiên cứu trong một khoảng thời gian. Bà nâng cao kỹ năng tính toán trong một công ty chuyên thống kê, nơi bà làm việc trong một vài năm tới khi bà tiếp tục sự nghiệp nghiên cứu tại đại học Copenhagen năm 1918. Bà đạt được các bằng cấp về khoa học vật lý và toán học trong hai năm. Sau khi bà trở lại Denmark năm 1923, bà quyết định làm trợ lý cho giáo sư ngành thống kê J.F.Steffensen tại đại học Copenhagen.