સેને તેમનું હાઈસ્કુલનું શિક્ષણ સેન્ટ ગ્રેગરી સ્કુલ ઢાકામાં 1941માં બાંગ્લાદેશમાં લીધું. 1947માં ભાગલા સમયે તેમનું પરિવાર ભારતમાં આવ્યું. સેને ભારતમાં વિશ્વ-ભારતી યુનિવર્સિટી સ્કુલ અને પ્રેસિડેન્સી કૉલેજ, કોલકત્તામાં અભ્યાસ કર્યો, અહી તેમણે પ્રથમ વર્ગમાં પ્રથમ નંબર સાથે અર્થશાસ્ત્રમાં બી.એ. (સન્માન) કર્યુ અને 1953માં જાણીતી બેચના સૌથી પ્રતિભાશાળી વિદ્યાર્થી તરીકે ઉભરી આવ્યા. ત્યારબાદ તે જ વર્ષે તેઓ કેમ્બ્રિજમાં ટ્રિનિટી કૉલેજમાં ગયા, જ્યાં તેઓએ પ્રથમ વર્ગ (તારાંકિત પ્રથમ) બી.એ. (BA)(સન્માન) 1956માં પુરુ કર્યુ. કેમ્બ્રિજમાં તેઓ 1956માં કેમ્બ્રિજ મજલિસના અધ્યક્ષ તરીકે ચૂંટાયા. ટ્રિનિટી કૉલેજના સ્નાતકના વિદ્યાર્થી તરીકે તેઓ પ્રશાંતા ચંદ્રા મહાલનોબિસને મળ્યા. મહાલનોબિસ કલકત્તા પરત ફર્યા બાદ તેમણે પશ્ચિમ બંગાળના તત્કાલિન શિક્ષણ પ્રધાન ત્રીગુના સેન સમક્ષ સેનની તરફેણ કરી. કેમ્બ્રિજમાં ટ્રિનિટી કૉલેજમાં અર્થશાસ્ત્રમાં પીએચડી (Ph.D.)માં પ્રવેશ મેળવ્યા બાદ તેઓ બે વર્ષની રજા લઈ ભારત આવ્યા. ત્રીગુના સેને તરત જ સેનને જાદવપુર યુનિવર્સિટીના અર્થશાસ્ત્ર વિભાગના સ્થાપક-વડા અને અધ્યાપક તરીકે નિયુક્ત કર્યા. 23 વર્ષની ઉંમરે થયેલી તેમની આ પ્રથમ નિયુક્તિ હતી. જાદવપુર યુનિવર્સિટીમાં તેમના કાર્યકાળ દરમિયાન તેમને આર્થિક મેથોડોલોજીસ્ટ એ. કે. દાસગુપ્તા સાથે રહેવાનું સૌભાગ્ય મળ્યું, જેઓ એ પછીથી તેમના સુપરવાઇઝર તરીકે તેમને બનારસમાં શિક્ષણ આપ્યું. બે વર્ષ ભણાવ્યા બાદ 1959માં પીએચડી (Ph.D.)નું શિક્ષણ પુરું કરવા સેન કેમ્બ્રિજ પરત ફર્યા.