母笃信天主教，恩里科在出生后依天主教教义接受了洗礼，但他和他的双亲一样并没有宗教信仰，并且一生信奉不可知论。恩里科年幼时与他的哥哥兴趣相投，他们一起制作电动机，并玩一些电动和机械玩具。1915年，朱利奥在进行咽喉脓肿手术的麻醉期间意外离世。在罗马的鲜花广场附近的市集里，费米买到了一本《数学物理要旨》（），这是他在物理学方面的启蒙教材之一。这本900余页的书是由耶稣会士神甫于1840年以拉丁语写成的。卡拉法神甫是罗马学院的教授，他在这本书里叙述了当时已知的数学、经典力学、天文学、光学以及声学等方面的知识。