1911年10月2日武谷三男生于日本福岡縣、后移居到我國的臺(tái)灣省.在臺(tái)北市讀完小學(xué)和中學(xué),1931年考入京都帝國大學(xué)理學(xué)院地球物理系,后轉(zhuǎn)到物理系.自1932年起開始從事原子核物理與基本粒子物理的研究工作.1938年,武谷作為不拿工資的助手轉(zhuǎn)入湯川研究室(湯川秀樹是日本著名物理學(xué)家,曾因提出介子假說而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)).1935年武谷與同事們一起創(chuàng)辦了進(jìn)步刊物——《世界文化》,他利用這一刊物宣傳反法西斯主義、主張民主與自由的進(jìn)步思想,因而在1938年被捕,翌年獲釋.1941年武谷轉(zhuǎn)入理化研究所仁科芳雄研究室。