查德森的父母分别是戴维·理查德森（1835–1913）和凯瑟琳·弗莱（1838–1919），他是他们七个孩子中最小的一个。弗莱家信新教贵格会教派，父亲大卫·理查德森成功地经营着一门鞣皮和制革生意，家境宽裕。12岁时刘易斯被送进，一间位于约克的贵格会寄宿学校。他在这里接受了科学教育，由此对自然历史产生了兴趣。1898年，他到杜伦大学科学学院就读，学习了数学物理、化学、植物学和动物学课程。1900年他到剑桥大学国王学院继续学业，在中向约瑟夫·汤姆孙和其它教授学习了物理学，并于1903年以一等成绩毕业。47岁