બાળપણથી જ તે ભણવામાં ખૂબ જ તેજસ્વી હતી. તેને અંતરિક્ષ, ગ્રહ, તારા અને પક્ષીઓ કેવી રીતે ઉડે છે તે જાણવાની જિજ્ઞાસા રહેતી હતી. શાળાકીય અભ્યાસ દરમ્યાન ઉડવાનું પ્રશિક્ષણ પણ મેળવી લીધું હતું. કલ્પના ચાવલા એ માધ્યમિક શિક્ષણ ટાગોર પબ્લિક સ્કૂલ, કર્નાલ શાળામાં અને ૧૯૮૨માં ચંડીગઢ પંજાબ ઇજનેરી કોલેજ ખાતે એરોનોટિકલ એન્જીનિયરિંગ બેચલર ડિગ્રી પૂર્ણ કરી હતી. તેઓ ૧૯૮૨માં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ગયા અને ૧૯૮૪ માં એર્લિંગ્ટન ખાતે આવેલી ટેક્સાસ યુનિવર્સિટીમાંથી એરોસ્પેસ એન્જિનિયરીંગ માં M.S. ની ડિગ્રી મેળવી. કલ્પના ચાવલા એ બીજી M.S. ડિગ્રી૧૯૮૬માં અને Ph.D.૧૯૮૮માં બાઉલ્ડર ખાતે યુનિવર્સિટી ઓફ કોલોરાડોમાંથી એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગ પૂર્ણ કરી હતી.