Mircea Geoana s-a nascut in Bucuresti. Tatal sau, Ioan, a fost cadru militar, in vreme ce mama sa, Elena Iuliana, a lucrat ca inginer la ITB. De la parintii sai a invatat cat de importante sunt munca cinstita, disciplina si respectul fata de valorile nationale. Mircea Geoana si-a petrecut copilaria in cartierul Cismigiu si anii adolescentei in cartierul Domenii din Bucuresti si, in timpul vacantelor scolare, la bunicii din Mischii si Craiova, judetul Dolj.


In 1972, a intrat la liceul Sf. Sava din Bucuresti, unde a urmat profilul real. In timpul liceului, Mircea Geoana si-a descoperit pasiunea pentru sport, in special pentru baschet si tenis, pe care continua sa le practice si in ziua de astazi. Mircea Geoana a absolvit cursurile Facultatii de Mecanica, din cadrul Institutului Politehnic Bucuresti, iar in 1987 s-a inscris la Facultatea de Drept din Bucuresti. 
Mircea Geoana si-a completat experienta academica, fiind bursier al prestigioasei Ecole Nationale d'Administration-Paris, in 1992 si cu doctorat in Economie mondiala la Academia de Studii Economice din Bucuresti.

Recunoscut astazi ca fiind unul dintre principalii lideri politici care au contribuit la aderarea Romaniei in structurile euro-atlantice, Mircea Geoana a absolvit in 1994 Cursul despre Instituții democratice al NATO. In perioada in care a fost ambasador al Romaniei la Washington, a urmat Programul de dezvoltare manageriala al Grupului Bancii Mondiale, in cadrul Harvard Business School.


Mircea Geoana si-a inceput activitatea profesionala in domeniul energetic, ca inginer constructor. In timpul Revolutiei din 1989 era adjunct de sef de brigada la Trustul Energomontaj Bucuresti si student la Drept.