汪国垣自幼敏慧，12岁从师学《春秋左氏传》，日抄《尔雅》100字，过目不忘，深得塾师喜爱。14岁随父际虞（清知县）往河南任所，诵九经毕，又读《资治通鉴》。16岁开始读西欧史书，并从留学日本亲友处购得日文版欧美各国史籍，获80余种，其时内忧外患日重，有识之士多办报刊以醒国人，诸报时引西史及欧美先哲学说，他尤喜读《清议报》《时务报》《国闻报》，对研究西洋历史逐步产生兴趣，并先后作《发明家列传》《航海家列传》。光绪三十年（1904），经河南提学使孙祥林主考录取，保送北京京师大学堂（北京大学前身），研究国学。其时大学藏书几乎全是原巴陵方柳桥（功惠）碧琳琅馆藏书，且多为世间不传之秘本，尤多明清禁书。他日处藏书楼中，研读写作。时程家桐密组同盟会于京师，他为会员之一。1912年毕业，一度去上海，经乡人刘芸台介绍，得识邵力子、于右任，叶楚伦、苏曼殊诸人，旋以父病返里侍亲。1915年父丧，在乡守制3年，研读家藏旧书。