Julius Thomsen ble født i København i 1826 og var bror til professor Carl August Thomsen. Han gikk som barn i Skt. Petri Kirkeskole og kom der fra inn på det von Westenske Institut. Man mente det imidlertid ikke nødvendig for den videre utvikling av hans ualminnelige evner, som allerede her hadde vist seg, å la ham ta avgangseksamen fra instituttet, tanken var å la han arbeide på et apotek – den inntil da almindelige forskole for en vordende kjemiker.