陈独秀自幼丧父，儿时由祖父陈章旭教导。祖父素以严厉出名，因陈天资聪颖，祖父对他要求极为严格，一旦背不出书来，便用板子打他，有时甚至怒目切齿，几近毒打。但无论怎么挨打，陈都一声不哭，祖父愤怒而又伤感地说：“这个小东西，将来长大成人，必定是个杀人不眨眼的强盗，真是家门不幸！”他还常对乡人说：“这孩子将来不成龙就要成蛇。”
陈独秀回忆，其祖父好洁好静，家中有一角地方、有一件桌椅没扫抹干净，母亲和大姐便要倒大霉。祖父不许家中人走路出声，陈的二姐年幼不知利害，因而挨过多次毒打。即使是陈的外祖母到陈家，如果是从祖父面前经过，也得蹑手蹑脚如同做贼般，因为怕他一旦暴怒骂出声来尴尬。但陈独秀发现，这位好洁好静的祖父却喜欢抽鸦片，“时常要到街上极龌龊而嘈杂的烟馆里去抽烟”，陈不禁怀疑：“他那好洁好静的脾气哪里去了呢？”
陈氏族中有某人自称“阴差”，常借口为死者烧纸钱银锭而索取族中人家的钱财。一天，这个“阴差”到陈家装神弄鬼，小陈独秀气不过，跑去约了十多个孩子，在屋外同声大喊某处失火了。这时“阴差”躺在床上闭着眼睛问：“这边有火烛（失火）了罢。”陈母微笑佯答“是的”。陈独秀忍俊不禁，捂着嘴，几乎大笑出来，母亲忙用鸡毛掸子把他赶得远远的。
陈独秀11岁时，祖父去世，之后的两三年里，家中便请来先生教他读书，但陈对旧式教育极为反感，对先生很不满意，家中只好让已考取秀才的长兄陈庆元教他读书。长兄性情温和，并不压制陈独秀，除了教他四书五经，还教他读《昭明文选》。陈独秀后来回忆，初读《文选》时，“我也有点头痛，渐渐读出味道来了，从此更加看不起八股文”。
陈独秀参加秀才考试，先以低名次通过县考和府考，院试的考题为“鱼鳖不可胜食也材木”的截搭题。陈“对于这样不通的题目，就用不通的文章来对付，《文选》上所有鸟兽草木的古文和《康熙字典》上荒谬的难字，不管三七二十一，牛头不对马嘴上文不接下文地填满了一篇皇皇大文”。走出考场，陈将此文的草稿给大哥看，大哥“看完文稿，皱着眉头足足有个把钟头一声不响”。然而没想到，这么一篇文章竟然让陈考取了第一名。捷报传来，母亲乐得差点掉下眼泪，陈却据此“更加一层鄙薄科举”。
到南京参加乡试，秀才们的种种行为让陈独秀对“学而优则仕”的道路失望透顶，头场考试他作了三篇八股文和一首五言八韵诗。出了考场，他无论如何也不肯再进去了，大哥陈庆元又骂又哄，才强迫他进了考场。但他坚决不肯动笔，第二场的《五经》和第三场的策论都交了白卷。