Per Stig Møller var elev ved Lindevangskolen på Frederiksberg 1949–1954, og tok studentereksamen ved Frederiksberg Gymnasium i 1961. Han har magistergrad i sammenlignende litteraturvitenskap fra Københavns Universitet fra 1967 og doktorgrad fra 1973. Møllers doktorgradsavhandling omhandlet Malthe Conrad Bruuns litterære kritikk og dens plass i overgangen mellom klassisisme og romantikk i fransk litteratur på 1800-tallet. Samme år utgav han også et verk om Léopold Sédar Senghor.