Son père Jean Ludovic Guillebot de Nerville est polytechnicien, inspecteur général des mines et commandeur de la Légion d'honneur, sa mère est Anaïs Dumergue. Ferdinand est lycéen à Bordeaux, puis à Paris, au lycée Condorcet, et plusieurs fois lauréat du concours général. Il est admis en 1878 à l'École polytechnique, au de sa promotion. De 1880 à 1882, il est élève-ingénieur à l’École supérieure de télégraphie, et obtient une licence de sciences physiques. C'est au cours de cette licence qu'il se fait remarquer par Ėleuthère Mascart, qui le choisit comme collaborateur lors du congrès d'électricité de Paris, lequel se tient en même temps que la première exposition internationale d'électricité. Parallèlement, il accomplit des missions pour le service de télégraphie militaire, d'abord comme chef de poste en avril 1881, puis sous-chef de section en 1884 et chef de section en 1885. Le ministère de la Guerre fera appel à lui à plusieurs reprises par la suite.