陶哲轩生于澳洲（也是南半球），父母是来自香港的专业人士，父亲是儿科医生，母亲任职中学数学教师，1972年移民澳洲。

一次家庭聚会，父母偶然发现这个两岁孩子的数学天份，他当时还未走得很稳当，便拿着积木，教别的孩子用积木上的数字算加数。母亲问他谁教的，他说：“芝麻街”。父母注意到他很喜欢数字，母亲对哲轩的学前教育亦着重数学，他对数字的迷恋和反应，被父母认定他的智商超越了一般同龄幼童。

家里多一个天才，令父母紧张得有点不知所措，首先，最迫切的问题是如何安排小哲轩入学。

哲轩三岁半，被送入一所私立小学，父母认为他的学习能力已经足够应付小一的课程。几周后，父母带他退学，因为哲轩无法与比他大两岁的同学相处。哲轩被送回幼儿园。不过父母仍深明这种资优孩子不可能受教于普通学校，但在他幼龄期，还是应该跟幼儿园里的同龄幼童一起学习相处的。在幼儿园一年半时间里，母亲同时在家中将小学数学课程全部教给哲轩。他学习数学的兴趣很高，喜欢看书自学，幼儿园期间已阅读了许多数学书。父母让他加入了南澳洲天才儿童协会，结识其他天才儿童。

五岁生日后，哲轩升读小学，父母选择了两哩外的一所公立学校，校长答应他们为哲轩提供灵活的教育方案，普通科上二年级的课，数学则上五年级。七岁时，哲轩开始自学微积分。小学校长知道小学数学课程已经无法满足哲轩的需要，在与父母商量后，校长成功说服一所中学的校长，让哲轩每天去中学听一两堂数学课。

陶哲轩八岁半升中学。九岁半，三分之一时间在离家不远的弗林德斯大学学习数学和物理。八岁零十个月，哲轩参加一项数学才能测试，得760分。在澳洲，十七八岁的学生中只有百分一能达到750分。

1984年九岁时，他遇到小小挫折，未能入选澳洲队参加国际数学奥林匹克竞赛。但接下来三年，他连续三次代表澳洲参赛，先后获得铜牌、银牌和金牌。他在1988戊辰年获得金牌时，仍未满十三岁，这一纪录至今无人打破。