1642年12月25日，在英国北部一个叫作沃尔索斯普的小村子里，一个不足月的早产儿降生了，母亲为他取名伊萨克·牛顿。
牛顿的童年是不幸的，他的父亲伊萨克·牛顿新婚后不久，就因一场肺炎离开他的母亲汉娜。汉娜是一个勤劳、简朴、能干的女当家，她深深地爱着她早逝的丈夫。为了纪念他，汉娜用丈夫的名字伊萨克·牛顿来为这个不足月的早产儿命名。
牛顿家所生活的小村庄远离城市，虽然宁静但却贫穷。很早以前牛顿的家族在这里白手起家，靠着勤劳的双手开垦了一小块农场。自从牛顿的父亲去世后，整个农场便都由母亲汉娜照管。生活的重担就这样压在了这位年轻母亲的肩上，尽管汉娜用尽全力，不知疲惫地工作着，但农场的收成却依旧少得可怜。汉娜有时候真觉得有些受不了，但是为了小牛顿，她始终咬牙坚持着。
17世纪中期的英国，国王与国会间冲突不断，战争从来没有停止过，人民生活因而显得异常艰难。在这种情形下，又加之农场的收成不好，汉娜的身体一天天垮掉了。看着单薄、消瘦的妹妹，汉娜的哥哥实在忍不住了。他极力劝妹妹改嫁，但汉娜却不同意，生活再苦再难她也要坚持把小牛顿养大。
然而，生活的苦难毕竟无情，它从不会因为你是弱者而稍加怜悯你。汉娜的坚强在生活的重担下显得异乎寻常的渺小。她最终不得不向命运低头，改嫁给一直对她默默关心的北维萨姆区的教区长巴那巴斯·史密斯牧师。
1645年，牛顿刚好3周岁，汉娜与史密斯结婚，并搬离了沃尔索斯普村。汉娜这一走，小牛顿只好被留给了慈祥而仁爱的老外婆。起初，因为年龄还小，所以小牛顿什么也不懂，总是哭着找妈妈。但是时间一久，小牛顿就知道妈妈再也不会回来了。每当想妈妈时，他便在夜里偷偷地躲在被子里哭。与外婆相依为命的日子给小牛顿留下的只是孤寂，从此，他幼小的心底深深埋下了孤僻的种子。
不幸的童年遭遇在牛顿身上留下了难以抚平的创伤，在他那幼小的心灵中，充满着抑郁和对继父的怨恨，这就养成了他孤僻和冷漠的性格。
自从母亲走后，家里就只剩下可怜的小牛顿和年迈的外婆相依为命。外婆的身子骨虽还硬朗，但毕竟每天不停地奔波终究不是她能支撑得住的，几乎每隔上三两天她就准累得犯了老毛病。每当这时，小牛顿总是急得团团转，外婆的呻吟常常令小牛顿心痛地流下眼泪。他像个懂事的大孩子一般，用稚嫩的小手为外婆按摩这按摩那，虽然这也许并起不到什么作用，但却是对外婆的最大安慰。
虽然史密斯每月如约寄来抚养费，但比起较大的生活开支，这些钱只算得上是杯水车薪。为了生计，老外婆不得不咬紧着牙，硬支撑着忙里忙外，这样她就根本没有时间陪小牛顿玩，因而，小牛顿从小便养成了自己玩的习惯。
1649年，小牛顿入小学读书。在小牛顿所在的那所两日制的走读小学里，他的成绩并不是很好，但小牛顿的天性里有着对自然强烈的热爱，在沃尔索斯普怡人的田园风光里，在与小鸟、蝴蝶的嬉戏中他找到了童年的乐趣。同时，美妙的大自然也赋予了他非凡的灵性和才智。这似乎暗示着，他将来的每一种发现都源自他所亲近的大自然。
贫穷、寂寞的童年生活使小牛顿养成独立思考、自己动手的好习惯，在许多人看来不可能有快乐的童年里，小牛顿却自己创造着无尽的欢乐。这种欢乐也同样感染着与他相依为命的老外婆。