藏的第六男。兄长百武三郎（三男）和百武源吾（五男）是日本海军大将。百武晴吉就读于东京陆军地方幼年学校、中央幼年学校，1909年5月陆军士官学校（21期）毕业。同期的有石原莞尔、饭村穣、樋口季一郎等人，蒋介石作为中国留学生也在同一籍。同年12月，以步兵少尉军衔出任步兵第57连队付，后任教育总监部付。1921年11月、日本陆军大学校（33期）毕业。1922年12月、任参谋本部付、参谋本部员，1924年8月、晋升为步兵少佐。大正末年、任参谋本部俄国班员，前往波兰接受密码分析训练。1927年7月、任参谋