Papin kom fra en borgerlig familiebakgrunn i grevskapet Blois. Selv om han var av kalvinistisk bekjennelse gikk han på en jesuittskole, og studerte deretter fra 1661 ved Universitetet i Angers der han ervervet doktorgraden i 1669. Under studiet utviklet han en sterk interesse for fysikalske problemer.