Ngay sau khi sinh bà được đầy năm thì cha bà sang Trung Quốc hoạt động.[2] Sau đó, bà được mẹ đưa về sống tại nhà ông bà ngoại tại Vinh. Hai năm sau, mẹ bà bị chính quyền thực dân Pháp bắt. Bà được bà nội đón về An Xá (Lệ Thủy, Quảng Bình) nuôi dưỡng.

Mẹ bà qua đời cuối năm 1944 tại nhà thương Robin (nay là Bệnh viện Bạch Mai) bởi bệnh thương hàn.[3] Bà sống với ông bà nội mãi đến năm 1946 mới gặp lại cha, bấy giờ là một lãnh đạo cao cấp của nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa.

Toàn quốc kháng chiến nổ ra, chiến sự lan dần đến Quảng Bình, bà được bà nội đưa đi sơ tán tại Thanh Chương, Nghệ An. Năm 1951, bà được gặp lại cha lần thứ hai. Sau đó, bà được chính phủ bố trí đưa sang học tại Quế Lâm và Khu học xá Nam Ninh, Trung Quốc.

Năm 1954, bà được đưa sang Liên Xô và theo học Trường Thiếu nhi Việt Nam Internat Moskva. Năm 1959, bà tốt nghiệp Phổ thông với Huy chương vàng. Sau đó, bà theo học ngành Vật lý lý thuyết lượng tử, Đại học Tổng hợp Quốc gia Lomonosov Moskva. Bà tốt nghiệp năm 1965 với bằng đỏ (hạng ưu).