Su nombre de soltera era Grace Brewster Murray, y ella nació en Nueva York el nueve de diciembre de 1906. Mayor de tres hermanos, ella siempre había tenido una gran curiosidad por las cosas. Cuando ella era siete, ella tenía un gran deseo de descubrir cómo despertadores funcionó y fue capaces de desmantelar siete relojes de alarma antes de que su madre descubriera lo que estaba. Después de ese incidente, ella fue entonces se limita a estudiar sólo un reloj.
Ella fue a escuela de Hartridge de New Jersey para la educación preparatoria. Intentó entrar en la Universidad de Vassar cuando ella era 16 pero consiguió rechazó porque sus notas en latín no eran satisfactorios. Ella, sin embargo, aceptó al año siguiente. En 1928, graduada de Vassar con su licenciatura en su curso las matemáticas y la física. Dos años más tarde, había ganado su maestría en el campo mismo de la Universidad de Yale.