در سنین کودکی به مکتب خانه رفته و به فراگیری قرآن و تعلیمات ابتدایی پرداخت. در سنین ۱۲ سالگی میل و علاقه اش به اسلام و علوم دینی او را به سوی حوزه کشاند. همه اقوام به جز پدرش (که از علمای مهذب بود) و دایی اش با روحانی شدن او مخالف بودند. در سال ۱۳۱۱ به حوزه علمیه مشهد عزیمت نمود و تحصیل مقدمات علوم دینی را آغاز کرد. پس از حدود ۴ سال تحصیل در حوزه علمیه مشهد در سال ۱۳۱۵ عازم قم گردید و طی ۱۵ سال اقامت، از محضر بزرگانی همچون آیات بروجردی، امام خمینی، میرزا علی آقا شیرازی، علامه طباطبایی، سید محمد حجت و … استفاده نمود.

در عین جدیت در تحصیل، از مسائل اجتماعی و سیاسی غافل نبود. علی دوانی می گوید: شهید مطهری با فداییان اسلام و افکارشان هماهنگ بود. بارها از نواب می‌شنیدم که با احترام از آقای مطهری یاد می‌کرد و از احوال او جویا می شد یا مطلبی را از وی نقل می‌کرد که بیشتر جنبه راهنمایی و نصیحت داشت. در سال ۱۳۳۱ به تهران مهاجرت و فعالیت علمی اش را آغاز نمود و در مدرسه سپهسالار به تدریس پرداخت. در سال ۱۳۳۴ فعالیت علمی خود را در دانشکده الهیات و معارف اسلامی شروع نمود و به مدت ۲۲ سال ادامه یافت. کتاب «داستان راستان» را در سال ۱۳۳۹ نوشت و چندی بعد از سوی کمیسیون ملی یونسکو در ایران برنده جایزه یونسکو گردید. در این سالها با انجمن اسلامی مهندسین، پزشکان و دانشجویان دانشگاه تهران ارتباط پیدا کرد و برای آن ها جلسات درس و سخنرانی تشکیل داد. در اثر روابط زیادی که با مردم و اقشار مختلف تهران داشت، در قیام ۱۵ خرداد ۱۳۴۲ نقش اساسی ایفا نمود و در شب پانزده خرداد سخنرانی مهیجی علیه شخص شاه ایراد کرد که در نتیجه دستگیر شد و به زندان افتاد. بعد از قضایای ۱۵ خرداد، پس از تشکیل هیئت های موتلفه اسلامی، از سوی امام خمینی همراه چند تن دیگر از شخصیت های روحانی عهده دار رهبری این هیئت ها می گردد. در این زمان به تألیف کتاب در موضوعات مورد نیاز جامعه و ایراد سخنرانی در دانشگاه ها، مسجد هدایت، مسجد جامع نارمک و غیره ادامه داد. در سال ۱۳۴۵ مقاله ای در مجله زن روز بر ضد حقوق زن در اسلام منتشر شد. مقالاتی در پاسخ به آنها نوشت که بعدها آن مقالات به صورت «نظام حقوق زن در اسلام» درآمد. در سال ۱۳۴۶ با همکاری چندی دیگر، حسینیه ارشاد را بنیاد گذاشتند. هدف او کار عمیق فرهنگی و آشناسازی نسل جوان را با اسلام راستین بود ولی بنا به دلایلی وی مجبور به استعفا شد. سرانجام حسینیه سال ۱۳۵۰ از سوی رژیم تعطیل گردید. در سال ۱۳۴۸ به خاطر صدور اعلامیه ای با امضای ایشان و علامه طباطبایی و سید ابوالفضل مجتهد زنجانی مبنی بر جمع اعانه برای کمک به آوارگان فلسطینی و اعلام آن طی یک سخنرانی در حسینیه ارشاد دستگیر شد و مدت کوتاهی در زندان تک سلولی به سر برد. همچنین یک سال بعد به خاطر سخنرانی تحت عنوان «احیای تفکر اسلامی» که در حسینیه ارشاد نمود دستگیر گردید. پس از تعطیلی حسینیه ارشاد، پایگاه به مسجد الجواد منتقل گردید و اداره این مسجد به عهده وی بود. در سال ۱۳۵۴ ممنوع المنبر شد. در این سال ها تا آغاز دوره جدید نهضت به تألیف کتاب و تبلیغ و تشکیل جلسات فلسفه، اقتصاد، فلسفه تاریخ، مسئله حکومت و … در حوزه علمیه قم پرداخت. در سال ۱۳۵۵ به دنبال درگیری با یک استاد کمونیست دانشکده الهیات و شیطنت آن استاد، و از سوی دیگر رژیم که به دنبال فرصتی برای اخراج او از دانشگاه بود، وی را بازنشسته کرد.