Chalamet gikk på PS 87 William T. Sherman School for barneskolen, og senere det selektive Delta-programmet ved MS 54 Booker T. Washington Middle School, som han beskrev som en "elendig tre år" på grunn av mangelen på et kreativt utløp innen skolens faglig strenge miljø. Hans aksept i Fiorello H. LaGuardia High School of Music & Art and Performing Arts var et vendepunkt i hans takknemlighet for skuespill. Han uttalte, "Jeg hadde noen utmerkede lærere og ble virkelig forelsket i det. Jeg så at det kunne være og burde bli behandlet som et håndverk." Harry Shifman, hans andre årlige dramalærer ved LaGuardia, var så imponert over auditionen hans at han insisterte på Chalamets aksept på skolen, selv om han ble avvist i intervjuet, og sa "Jeg ga ham den høyeste poengsum jeg har noen gang gitt en audition på barn. " Han ble uteksaminert i 2013 og spilte hovedrollen i skolemusikaler som Emcee i Cabaret og Oscar Lindquist i Sweet Charity. Han er også YoungArts-alumnus.