左宗棠父諱觀瀾，字晏臣，壹字春航，母余氏。母大父三歲。左宗棠兄弟姊妹六人，有二兄三姊。長兄宗棫，字瑟卿；仲兄宗植，字景喬，左宗棠字季高，壹字樸存，自號“湘上農人”。
據清人羅定鈞編撰《左文襄公年譜》顯示：左宗棠高祖諱定師，縣庠生；曾祖諱逢聖，縣學生員；祖父諱人錦，國子監生；父諱觀瀾，字晏臣，壹字春航，縣學廩生。即是說，左宗棠的高、曾、祖、父四輩都是秀才。而有資料稱，左宗棠以上七輩都是秀才。七輩秀才，算是書香傳世，然而七輩人沒出過舉人，又難免令人郁郁。左宗棠的父親春航先生學問極好，左宗棠出生這年，春航先生正在嶽麓書院就讀，當然是想更進壹步了。同時在嶽麓書院就讀的還有益陽的胡達源（字雲閣）先生，即胡林翼的父親。胡林翼於這年六月出生，大左宗棠四個月。左觀瀾、胡達源二人十分投契，算是為左宗棠、胡林翼的交往開辟了壹條“世交”的渠道。
左宗棠“幼有異表，穎悟過人。”三四歲時，祖父松埜公（左人錦，字松埜）特別喜愛他，經常帶在身邊，教他讀書識字，並稱“是子足昌吾門”，對左宗棠寄予很高期望。
左家世代教書衛生，大概有數十畝薄田，《左文襄公年譜》稱，左父觀瀾“貧居教授二十余年”，可見生計艱難，所以，左宗棠算是出身寒門。嘉慶二十壹年（1816年），左觀瀾為謀生計，率全家移居長沙，在長沙貢院東街左氏祠堂內設館教授，左宗棠從此在父親的教導下，跟著兩位兄長宗棫、宗植壹起讀書，五歲讀《論語》、《孟子》，八歲學制藝（作文）、讀史籍，十二歲留意書法。十四歲時，左宗棠鋒芒早露，同學們都不敢跟他相比。
道光五年，祁寯藻督學湖南，左宗植考取湘陰縣拔貢生。次年入都參加“朝考”，列二等，選為新化縣訓導。
清道光六年（1826年），左宗棠十五歲，參加童子試，獲湘陰縣第壹名。道光七年，十六歲，應府試，獲長沙府第二名。長沙知府張錫謙對左宗棠的文章特別欣賞，本來想取他為第壹名，但是為了照顧情面，他將第壹名給了壹位同時參加考試的老者。為此，張知府覺得很過意不去，特地將左宗棠請到自己家裏，給了他很多鼓勵和慰勉。
道光三年，左宗棠長兄左宗棫考取廩膳生，但剛考上就不幸病逝了。這件事對於左宗棠的父母都是很大的打擊和刺激。左觀瀾先生課子極嚴，自長子死後，頗感後悔，從此對左宗植、左宗棠的教育寬松了許多。而左母余太夫人則為長子去世常常哭泣，至道光六年便去世了，享壽五十三。按照制度，左宗棠必須丁憂（清制，父母喪丁憂二十七個月），不能參加考試。十九歲時，左父春航先生又去世了（左母大左父三歲而夫妻同壽，均享年五十三歲），又要接著丁憂守制。前後五年，左宗棠不能參加考試。
不能參加考試，不是不讓學習。左宗棠成長在湖湘文化的中心長沙，長期在城南書院、嶽麓書院（湘水校經堂初設於嶽麓書院內）學習，深受湖湘文化憂患思想和湖湘學派經世致用、實事求是思想的影響和滋育，心憂天下，關心時務，尤重實學。道光九年，他購讀了賀長齡、魏源編纂的《皇朝經世文編》、顧祖禹《讀史方輿紀要》、顧炎武《天下郡國利病書》及齊召南《水道提綱》等書，壹邊晨夕研讀，壹邊記錄心得。專註於八股文的士子們，見左宗棠“不務正業”，都偷偷取笑他。
湖南巡撫吳榮光創辦湘水校經堂，其目的是為了矯正當時書院教育中專重科舉仕進的陋習，培養通經史、識時務的經世致用人才，樹立新的學風，左宗棠參加“校經”，大放光彩，七次獲得第壹。
道光十二年（1832年），左宗棠守制期滿，這時他已經年滿二十周歲（虛歲二十壹）了。為了“趕班”參加當年的鄉試，他花錢捐了壹個“監生”（相當於秀才）。當年八月，他和二兄左宗植同時參加湖南省鄉試。結果，左宗植高中全省第壹名舉人（解元），而左宗棠則差點沒考上。幸運的是，經過壹番周折，左宗棠考中了湖南第十八名舉人。得知左宗棠中舉後，巡撫吳榮光向主考徐法績表示祝賀，祝賀他得到了賢才。大家都非常滿意。
這壹年，左宗棠成婚，由於自己“身無半畝”，只好臨時居住湘潭隱山嶽母家中，也稱“入贅”。湘潭隱山，是宋代“湖湘學派”創始人胡安國隱居治學的地方。洞房花燭，鄉試題名，盡管身寄他鄉，左宗棠也算是“雙喜臨門”。
左宗棠中舉比曾國藩早了兩年，比胡林翼早了三年。
道光十三年，左宗棠第壹次會試不中。道光十五年，左宗棠第二次參加會試，結果是：“會試取中，將揭曉，以湖南額溢，易中他省卷，而挑取公謄錄。同考官上元溫公葆深爭之不得。”——煮熟的鴨子真飛了！這也太整蠱人了！謄錄好歹也是個公務員，而且可以在中央機關工作，幹得好說不定也能上升。但是，左宗棠不肯茍且，放棄了。道光十八年，左宗棠第三次參加會試，不中。從此決計放棄這種費時費才、傷身傷神的科舉考試，而將全副精力用於勤修經世致用之學。
其實，早在道光十六年（第二次會試之後），左宗棠即著手在數年來對於山川地理研究的基礎上，毅然開始了 “皇輿壹圖”即清代壹統圖的編繪工作。按照左宗棠的規劃，這是壹項浩大的工程，他寫信給仲兄左宗植介紹了他的構思與開展工作情況：
近頗用力於方輿家言，以為欲知往古形似，當先據目前可據之圖籍，先成壹圖，然後辨今之某地即先朝之某地，又溯而上之，以至經史言地之始……現擬先作皇輿壹圖，計程畫方，防以百裏，別以五色……日來已著手畫稿，每壹稿成，則弟婦為影繪之，遇有未審，則***取架上書翻查之，十得九八，其助我殊不淺也。新作小樓，極為軒豁，左圖右史，樂此不疲。 [1]
這壹年，左宗棠還題寫了壹副著名的對聯：“身無半畝，心憂天下；讀破萬卷，神交古人。”而賀熙齡則贊譽左宗棠為：“開口能言天下事，讀書深抱古人情。”這些年，左宗棠以強烈的興趣和驚人的毅力，深研輿地、軍事，做了巨量的工作。清人羅正鈞修《左文襄公年譜》載稱：
道光十八年戊戌，公二十七歲。會試榜發，復見遺。出都迂道謁陶文毅公江南。即歸，遂決計不復會試。始留意農事，於農書探討甚勤，以區種為良作，廣區田，圖說指陳其利。復按部鈔録經史，分《昚余閣鈔本》經部、史部。是年六月，鈔《畿輔通誌》以次至《西域圖誌》各直省通誌，於山川關隘驛道遠近，分門記錄為數十巨冊。 [2]
自畿輔（直隸）至各直省通誌，以至最遠的《西域圖誌》，系統鈔録，鈔録的內容包括山川、關隘、驛道等，這使得左宗棠對全國山川地理了若指掌。
接著，左宗棠又更進壹步：
道光十九年乙亥，公二十八歲。時公益屏棄詞章之業，刻厲於學，以寡言養靜二端自課。為輿地山川道裏疆域沿革外，條列歷代兵事。 [3]
在記述山川地理疆域沿革的基礎上，又條列出歷代兵事，將地利與軍事 歷史 結合起來，明了各處戰守機宜。左宗棠的這些工作，無疑為他日後的軍事生涯打下了無比堅實的基礎。
盡管左宗棠慨然放棄了科舉，但是，在他的心中，畢竟留下了壹個心結。鹹豐十年，左宗棠為人嚴父、統兵作戰後，曾寫信給長子孝威，論及自己早年治學態度：
所貴讀書者，為能明白事理，學作聖賢，不在科名壹路。如果是品端學優之君子，即不得科第亦自尊貴。若徒然寫壹筆時派字，作幾句工致詩，摹幾篇時下八股，騙壹個秀才、舉人、進士、翰林，究竟是什麽人物？爾父二十七歲以後即不赴會試，只想讀書課子以綿世澤，守此耕讀家風，作壹個好人，留些榜樣與後輩看而已。 [4]
左宗棠還對孝威說：“只要讀書明理，講求作人及經世有用之學，便是好兒子，不在科名也。” [5] 左宗棠講的固然是至理名言，但還是反映出他對於科舉制度的強烈不滿。
左宗棠的科舉經歷是坎坷的，但是，他精研實學的成績卻是驚人的。他的行為，雖然遭至壹些人的不理解、甚至譏笑，但是，由於他學問紮實，見解精辟，思想閎闊，使得眾多公卿名士為之傾倒，嘖嘖嘆服。
[1] 《左宗棠全集》卷十五，附冊，《與仲兄景喬先生》。
[2] 清·羅正鈞：《左文襄公年譜》。
[3] 清·羅正鈞：《左文襄公年譜》。
[4] 劉泱泱等：《左宗棠全集》卷十三，家書，013.《與孝威》。
[5] 劉泱泱等：《左宗棠全集》卷十三，家書，014.《與孝威》。