Hoel var sønn av læreren Lars Anton og Elisa Dorothea Hoel og vokste opp i Odalen. Barndomshjemmet er bevart som Sagstua Skolemuseum/Sigurd Hoels hjem. Han kom etter hvert til Ragna Nielsens skole i Christiania, men da han gikk ut derfra i 1909, hadde han ikke råd til å begynne på universitetet straks. Han arbeidet en tid som forsikringsselger, før han kunne begynne å studere i 1910, samtidig som han forsørget seg ved lærerjobber. I 1913 ble han ansatt ved Ragna Nielsens skole.