汉弗莱·戴维于1778年12月17日出生在美国一个贫穷的家庭里，他的母亲抚养着5个小孩过着艰难的日子。
戴维从小就很聪明，总想着探讨、侦察点什么新鲜的东西。小时候老师经常夸奖他天赋高，学习勤奋。读完小学后，父亲送他到彭赞斯读书，寄住到了约翰·汤金外祖父家里。城里的新鲜事吸引了他，特别是药剂师们配制药物时物质的各种奇异变化。此后，他常常一个人偷偷地躲进顶楼，用碗、杯和碟做器具，学着做起实验来。一次，他险些把楼给点着了，事后遭到外祖父的责骂，但这丝毫也没有减弱他对化学实验的兴趣。他希望自己有一天也能有自己的实验室，做各种各样的实验。
父亲的突然逝世，破坏了他美好的设想，少年戴维沉默了。他把自己平时喜欢的化学实验仪器收到一个大柜子里，因为母亲已无法给他支付买化学药品的钱了。为了养活5个孩子，她卖掉了小农庄，带着戴维的弟弟妹妹也迁居到彭赞斯来了。母亲开了个小小的帽店，但经济上还是不宽裕，因此戴维的前途要慎重考虑，虽未成年但他需要靠自己的劳动来帮助母亲。
母亲知道戴维很喜欢生物，也喜欢化学实验。于是就决定送他到一位叫约翰·博莱斯的先生的药房去工作。
博莱斯先生是个好医生，在他那里戴维可以边工作边学习。戴维很喜欢这个工作，可工作一段时间后，他才发现，自己的知识太浅薄了，于是开始勤奋学习。他抓紧工作的空隙，认真阅读前辈化学家的化学著作。通过学习，他做实验的内容和目的明确了，凡是著作中讲过的实验，他尽可能地一一试验。凡是好书他都想办法借到，如饥似渴地阅读。遇到学识渊博者，他就主动求教。恰好此时发明家瓦特的儿子小瓦特来城里考察，小戴维听说后，马上登门求教。小瓦特很喜欢这个聪明好学的年轻人。
经小瓦特介绍，戴维来到一个大城市的气体疗病研究所，当实验室的管理员。戴维对这里有了更好的学习和实验机会感到很满意。
不久，好学的戴维自己制取了一种叫“笑气”的气体，有人认为它是一种有毒的气体，但院长认为它能治病。戴维决定亲自试验一下，许多朋友都劝他，认为这样做太危险了。但戴维还是亲自吸入了这种气体。醒来后，他觉得很难受，通过亲身的体会，他知道这种气体显然不能过量地吸入体内，但少量的可用在外科手术中做麻醉剂。随后，他将这次试验的过程和亲身的感受，还有“笑气”的性质写成小册子。许多人读了小册子后，为戴维的介绍所吸引，好奇地以吸入“笑气”为时髦。戴维的名声就随着“笑气”而宣扬开了，许多人争先恐后地来结识戴维。此时他仅22岁。
没有人想到，戴维一直就没有受过正规的教育，他成功地发现“笑气”，以及后来成为举世闻名的化学家，都是源自他对化学超乎寻常的兴趣和勤奋地自学。