近雅罗斯拉夫尔的图诺什纳外公家把他养大。关于他父亲所知甚少。据说曾是农学家，在参加反对沙皇的革命运动后被从圣彼得堡驱逐到外省，于1919年失踪，被认为死于俄国内战。柯尔莫哥洛夫在阿姨的乡村学校上学，他最初的文学成就和数学文章都发表于校报。青少年时设计了永动机，连老师也看不出哪里出了必要的错误。1910年，阿姨收养他然后移居莫斯科，他在那里上了文科中学，于1920年毕业。