Ông sinh ngày 10 tháng 3 năm 1913 tại làng Tây Mỗ, xã Hữu Hưng, huyện Từ Liêm, phủ Hoài Đức, tỉnh Hà Đông (nay là phường Tây Mỗ, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội). Gia tộc Nghiêm Xuân của ông vốn có truyền thống khuyến học và đỗ đạt cao. Ảnh hưởng truyền thống này, sau khi tốt nghiệp trung học, ông được cấp học bổng và đỗ thủ khoa khóa đầu tiên của Trường Cao đẳng Nông Lâm Hà Nội.

Thời gian học cao đẳng, ông cũng nhận dạy học ở trường Trung học tư thục Thăng Long, thường xuyên thể hiện ủng hộ các phong trào yêu nước của thanh niên, chống quyền thống trị của thực dân Pháp

Năm 1941, sau khi tốt nghiệp Kỹ sư Canh nông, ông từ chối làm công chức cho chính quyền thuộc địa. Sau khi lập gia đình, ông cùng vợ lên lập đồn điền khai thác nông lâm ở Thái Nguyên để kiếm tiền trả lại học bổng cho chính quyền thực dân. Ông cùng bạn bè là các ông Dương Đức Hiền, Vũ Đình Hòe, Đỗ Đức Dục, Phan Anh... tham gia phong trào thanh niên - sinh viên yêu nước, thể hiện thái độ ủng hộ phong trào Việt Minh.

Ông cũng thường xuyên tham gia viết bài trên báo Thanh Nghị. Các bài báo của ông chuyên viết về nông nghiệp, gắn với đời sống, tâm tư của nông dân và trách nhiệm của người trí thức với nghề nông nước nhà. Về việc chấn hưng nền nông nghiệp ông đặc biệt quan tâm đến vấn đề người nông dân không có ruộng và ít ruộng, vấn đề chống độc canh cây lúa, vấn đề đưa ngành chăn nuôi thành ngành đi đôi với trồng trọt, việc lai giống, việc dẫn thủy nông nhập điền...