Pecci ble født i Carpineto Romano i Italia, som det sjette av de syv barna til Ludovico Pecci og Anna Prosperi Buzzi. Han fikk sin grunnskoleutdanning hos jesuittene i Viterbo, og studerte deretter ved flere institusjoner i Roma. I 1836 tok han doktorgraden i teologi, bare 26 år gammel. Få år senere tok han også en doktorgrad , det vil si i både kirke- og sivilrett.