Duve nació en 1917 en Thames-Ditton (cerca de Londres), donde sus padres belgas se habían refugiado durante la Primera Guerra Mundial.La familia regresó a Bélgica en 1920 y se instaló en Amberes.Duve ingresó en la Universidad Católica de Lovaina en 1934.Pese a que inicialmente interesado en una carrera como médico, de Duve fue cada vez más atraído por la investigación científica, trabajó en el laboratorio de fisiología de JP Bouckaert.Después de recibir su título de médico en 1941, de Duve a realizó un grado avanzado en química que se adjudicó en [[1946].