Margaret Heafield blev født den 17. august 1936, i Paoli, Indiana, til Kenneth Heafield og Ruth Esther Heafield (født Partington). Efter at have afsluttet Hancock High School i 1954, studerede hun matematik ved University of Michigan i 1955. Hun tjente en BA i matematik med en mindre i filosofi fra Earlham College i 1958. Hun underviste kortvarigt i gymnasiet matematik og fransk efter eksamen for at støtte sin mand, mens han arbejdede på sin bachelorgrad ved Harvard University. Hun flyttede til Boston, Massachusetts, med den hensigt at lave kandidatstudier i abstrakt matematik ved Brandeis University. Hun citerer Florence Long, lederen af den abstrakte matematik afdeling på Earlham College, som hjælper med hendes ønske om at forfølge abstrakt matematik og blive matematik professor. Hun havde andre inspirationer uden for teknologiens verden, herunder hendes far (en filosof og digter), hendes bedstefar og en hovedminister (en quaker og en lærer).
Hancock High School