Lavoisier vokste opp i Paris som sønn av en advokat. Hans mor tilhørte den velstående familien Punctis. Lavoisier tok eksamen i jus da han var 21 år gammel, men praktiserte aldri. I stedet tok han fatt på studier som virkelig interesserte ham - kjemi, botanikk, astronomi og matematikk ved Mazarin-universitetet fra 1754 til 1761. Allerede i 1768 ble han innvalgt i Det franske vitenskapsakademiet. Av yrke var han regnskapsfører, og forsørget seg som ansatt i Ferme Générale, et privat firma som fungerte som ligningsvesen. 28 år gammel fikk han kjennskap til at hans sjef Jacques Paulze vurderte å gifte bort sin 13 år gamle datter Marie-Anne Pierrette Paulze. Lavoisier reddet jentungen ut av dette ved selv å gifte seg med henne. Det ble et særdeles lykkelig ekteskap, ikke minst fordi Marie-Anne delte hans interesser. I motsetning til Lavoisier var hun flink i engelsk, og holdt ham dermed oppdatert på viktige vitenskapelige nyvinninger fra den kanten. Hun var også flinkere i teknisk tegning enn han, illustrerte hans bok og ble hans viktigste medarbeider livet ut.