沟桥事变发生后，逃难至上海法国租界。1949年徐蚌会战开打后，田长霖随一部分家人疏散到柳州，并在当地就读高中。同年四月辗转随家人移居台湾，7月进入建国中学就读。1949年台湾，并先后就读于建国中学以及国立台湾大学机械工程学系。1951年建中毕业，考取台大。1955年台大毕业，高考「机械工程科」优等第一名。1956年于陆军官校「预备军官训练班」第四期毕业后，即飞往美国肯塔基州读书，1957年取得肯塔基州路易斯维尔大学机械工程硕士学位。1959年在普林斯顿大学取得文学硕士以及机械工程博士。同年七月与刘棣