亮为家中独子，因为腿疾，直到1918年才始就学，就读北京第二十五初等小学三年级，1919年4月，改入天津私立第一小学，后又于9月改入北京高等师范学校附属高等小学，1922年6月毕业。1922年9月进入天津南开中学，1927年6月毕业。1927年考入清华大学化学系，1931年获清华大学理学院学士学位，并以庚子赔款奖学金，与吴大猷、张兹闿一同赴美，进入伊利诺大学化学系。1932年获伊大理学硕士。1934年以毕业论文《具有旋光性之双轮基质变成不旋光体之速度》获得哲学博士，并被推举为Phi Beta Kappa