Ojcem Andrzeja Wajdy był zawodowy wojskowy Jakub Wajda (1900–1940), syn Kazimierza Waydy. Matka reżysera, Aniela z domu Białowąs (1901–1950), pracowała jako nauczycielka. Jego brat Leszek Wajda (1930–2015) był scenografem. Andrzej Wajda urodził się i początkowo wychowywał w Suwałkach; w 1934 roku cała rodzina przeprowadziła się do Radomia, co było związane z awansem Jakuba Wajdy na stopień kapitana. Rodzice zapisali go do Publicznej Szkoły Podstawowej nr 15 im. Mikołaja Reja. W 1938 roku został harcerzem w 20. Radomskiej Drużynie Harcerskiej, gdzie uzyskał rangę zastępowego[3].
Po wybuchu II wojny światowej rozstał się z ojcem, który wyjechał z Radomia w celu wzięcia udziału w wojnie obronnej Polski. Gdy 8 września 1939 roku Niemcy wkroczyli do miasta, znalazło się ono w granicach Generalnego Gubernatorstwa. Z polityki okupantów wynikał określony przepisami zakaz pobierania przez Polaków nauki w szkole średniej; toteż zamiast podjąć naukę w gimnazjum, Andrzej Wajda zdecydował się na pójście do siódmej klasy szkoły powszechnej. Ukończył ją w czerwcu 1940 roku. Tymczasem jego ojciec, po trafieniu do niewoli radzieckiej w kwietniu 1940 roku, padł ofiarą zbrodni katyńskiej, o czym jego rodzina początkowo nie wiedziała[4][5].
Ostatecznie Andrzej Wajda rozpoczął dalszą naukę w gimnazjum na tajnych kompletach. Przerwał jednak ją już po pierwszym roku z powodów finansowych; w celu utrzymania rodziny wraz z bratem Leszkiem podejmował pracę zarobkową w Landwirtschaft Zentrale, gdzie pełnił funkcję magazyniera, a następnie tragarza i pomocnika bednarza. Mimo ciężkiej sytuacji życiowej zainteresował się malarstwem, uczestnicząc w pracach konserwacyjnych i okresowo pobierając nauki w szkole malarskiej w Krakowie. W połowie 1942 roku wstąpił do Armii Krajowej, gdzie pełnił funkcję łącznika. Wczesną jesienią 1943 roku dowiedział się jednak, że osoby z podziemia, które znał, padły ofiarą zasadzki zastawionej przez radomskie Gestapo. Ukrywał się następnie w Krakowie aż do późnej wiosny 1944 roku, gdy okazało się, że owi żołnierze zostali zamordowani. Wówczas powrócił do Radomia, gdzie zapisał się do Koedukacyjnego Gimnazjum i Liceum dla Dorosłych „Przyszłość”[6].
Po zakończeniu wojny rozpoczął w 1946 roku studia malarskie na Akademii Sztuk Pięknych w Krakowie. Jeszcze przed złożeniem dokumentów zamierzał odwiedzić swojego byłego nauczyciela Wiktora Langnera. Kilka dni przed wizytą Wiktor Langner został jednak aresztowany, a Andrzej Wajda w wyniku zasadzki policyjnej trafił do Komendy Wojewódzkiej Urzędu Bezpieczeństwa; wydostał się z niej jedynie dzięki koneksjom swojego stryja Gustawa, dzięki czemu mógł rozpocząć studia. Miał już za sobą kilka prac malarskich, między innymi Przedmieście Krakowa (1943). Podczas studiów na ASP dołączył do Grupy Młodych Plastyków, inspirowanej nurtami prymitywizmu, surrealizmu iabstrakcjonizmu. Tam stworzył takie obrazy jak Mózg hydraulika (1947, druga wersja 1950), Las w górach, Wschodnie miasto i Rajski ptak (1948). Jesienią 1948 roku dołączył do Grupy Samokształceniowej prowadzonej przezAndrzeja Wróblewskiego. W lipcu 1949 roku Andrzej Wajda zrezygnował jednak ze studiów na akademii, wraz z Konradem Nałęckim podejmując studia z reżyserii na Szkole Filmowej w Łodzi[7]. Studia ukończył w roku 1953, ale dyplom otrzymał dopiero w roku 1960[8]; wynikało to z faktu, iż nie udało mu się wcześniej wykonać pracy dyplomowej[9].