امام موسی صدر در روز 14 خرداد سال 1307 هجری شمسی در شهر مقدس قم دیده به جهان گشود. پدر ایشان مرحوم آیت الله سید صدرالدین صدر، جانشین مرحوم آیت الله شیخ عبدالکریم حائری مؤسس حوزه علمیه قم و از مراجع بزرگ زمان خود بود. جد پدری ایشان مرحوم آیت الله سید اسماعیل صدر، جانشین مرحوم آیت الله میرزا حسن شیرازی و مرجع مطلق زمان خود، و جد مادری ایشان مرحوم آیت الله حاج آقا حسین قمی، جانشین مرحوم آیت الله سید ابوالحسن اصفهانی و رهبر قیام مردم مشهد بر علیه رضا خان بود.
امام موسی صدر پس از اتمام سیکل اول و بخش مقدمات علوم حوزوی، در خرداد سال 1322 رسما به حوزه علمیه قم پیوست، و طی مدتی کوتاه، ضمن بهره گیری از محضر حضرات آیات سید محمد باقر سلطانی طباطبایی، شیخ عبدالجواد جبل عاملی، امام خمینی و سید محمد محقق داماد، دروس دوره سطح را به پایان رسانید. وی از ابتدای بهار سال 1326 وارد مرحله درس خارج گردید، و تا اواخر پاییز سال 1338، یعنی قریب سیزده سال تمام، از مدرسین بزرگ حوزه های علمیه قم و نجف کسب فیض نمود. اساتید اصلی دروس خارج ایشان در قم، حضرات آیات سید حسین طباطبایی بروجردی، محقق داماد، صدر و سید محمد حجت، و در نجف حضرات آیات سید محسن حکیم، سید ابوالقاسم خویی، شیخ حسین حلی و شیخ مرتضی آل یاسین بودند. امام موسی صدر دروس فلسفی را نزد حضرات آیات سید رضا صدر و علامه سید محمد حسین طباطبایی در قم، و نزد آیت الله شیخ صدرا بادکوبه ای در نجف فرا گرفت.وستان اصلی هم بحث امام موسی صدر را در قم، حضرات آیات سید موسی شبیری زنجانی، شهید دکتر بهشتی، سید عبدالکریم موسوی اردبیلی و شیخ ناصر مکارم شیرازی، و در نجف آیت الله شهید سید محمد باقر صدر تشکیل می دادند.امام موسی صدر در طول زندگی حوزوی خود شاگردان برجسته ای را تربیت کرده است.معروف ترین آنان در ایران آیت الله شیخ یوسف صانعی از مراجع معظم امروز ، و در لبنان شهید عباس موسوی دبیر کل  سابق حزب الله است.
 امام موسی صدر در کنار تحصیلات حوزوی، دروس دبیرستان خود را به اتمام رساند، و در سال 1329 به عنوان اولین دانشجوی روحانی در رشته «حقوق در اقتصاد» به دانشگاه تهران وارد، و در سال 1332 از آن فارغ التحصیل گردید. امام موسی صدر قبل از عزیمت به نجف اشرف، از سوی علامه طباطبایی مسئولیت نظارت بر نشریه «انجمن تعلیمات دینی» را بر عهده گرفت. وی همزمان با تحصیل در حوزه علمیه نجف، به عضویت هیئت امناء جمعیت «منتدی النشر» در آمد، و پس از بازگشت به قم ضمن اداره یکی از مدارس ملی این شهر، مسئولیت سردبیری مجله تازه تاسیس «مکتب اسلام» را عهده دار گردید. از مهمترین اقدامات امام موسی صدر در آخرین سال اقامت در شهر قم، تدوین طرحی گسترده جهت اصلاح نظام آموزشی حوزه های علمیه بود، که با همفکری حضرات آیات دکتر بهشتی و مکارم شیرازی صورت گرفت.