Bichat ble født på Thoirette i Jura, Frankrike. Hans far var Jean-Baptise Bichat, en lege som hadde studert i Montpellier og var Bichats første lærer. Hans mor var Jeanne-Rose Bichat. Han kom inn på et college i Nantua, og studerte senere i Lyon. Han gjorde raske fremskritt i matematikk og naturvitenskap, men til syvende og sist viet han seg til studier av anatomi og kirurgi under veiledning av Marc-Antoine Petit (1766-1811), overlege i kirurgi ved Hotel-Dieu i Lyon.