帕斯卡的父亲安提尼·帕斯卡（?tienne Pascal）是法国中南部一个城市克莱蒙费朗（Clermont Ferrand）法院的法官。他母亲死于他3岁那年，留下他与姐姐吉尔伯特、妹妹雅克利娜。他8岁时，全家搬到巴黎。安提尼爱好几何与物理，成为伽桑迪（Pierre Gassendi）、马兰·梅森（Marin Mersenne）与笛卡儿的朋友。布莱兹常偷听他们的聚谈，很小便成为一个有志于科学的人。他在11岁那年写了一篇有关振动中物体的声音的论文，他父亲认为他对几何的热情会耽误其他的功课，有段时间禁止他在数学上继续用功。但据说有一天，他父亲发现他用一块煤炭在墙上写出“三角形三内角之和等于二直角”的证明，此后他得以学习欧几里得的几何学。在他满16岁以前，他即写了一篇有关圆锥体的论文，其内容大部分已无可查考，但这项定理至今仍冠以帕斯卡之名。笛卡儿见到这份手稿时，不相信这是出于儿子而非父亲之手。
同年（1639年），他年方13岁的妹妹雅克利娜在他家造成了一个戏剧性的事件。他的父亲曾投资于地方债券，黎塞留减低了债券的利率，安提尼批评他，黎塞留威胁要逮捕他，于是安提尼逃往奥弗涅躲藏。但黎塞留喜欢戏剧与女孩子。斯屈代里的《暴君之爱》（L’Amour Tyrannique）在他面前上演，由一群女孩子担任演员，雅克利娜也为其中之一。黎塞留特别喜欢雅克利娜的演出，她趁这个机会要求宽恕她父亲。黎塞留同意了，并任命他为诺曼底首府鲁昂（Rouen）的钦命大臣。于是这一家于1641年迁往鲁昂。
在鲁昂，现年19岁的帕斯卡开始设计数架计算机器，其中有些现仍保存在巴黎艺术与工艺博物院内。其原理是一排齿轮，每个齿轮均有从0到9的10个齿，每当一个齿轮转一周，在它右边的齿轮则转1/10周，而总数则显示于上方的狭口上。这部机器只能算加法，虽并不实用，但那时能设计出来真令人惊奇。帕斯卡将其中一部送给在瑞典的克里斯蒂娜（Christina），附带一封情文并茂的信。她邀请他到宫中来，但他以一介寒士为由拒绝入宫。
这位年轻的科学家后来注意到托里切利（Torricelli）发表的关于大气重量的实验。帕斯卡得到一个想法：水银在一个托里切利试管中将依据气压的变化在不同的地方升至不同的高度。这个假设不是自托里切利得到的，但笛卡儿可能贡献了意见。他要求住在奥弗涅的姐夫带一个水银管到山顶上，记录在不同的高度水银管上升的数值。他姐夫照做了，1648年9月19日，与几位朋友登上多姆山（Puy de D?me），这里高出克莱蒙费朗约5000英尺。在山顶水银管的高度是23英寸，而在山脚下水银管升至26英寸。这个实验传遍欧洲，终于确定了气压测定法的原理与价值。
帕斯卡在科学界的名声，使一个赌徒请求他发展一种概率数学（1648年）。帕斯卡接受这项挑战，他与费马（Pierre de Fermat）合作发展出概率的运算。这时，丝毫没有迹象显示他会将科学的热诚转向宗教，或竟会失去对理性与实验的信心。他继续在科学问题，主要是数学上研究了10年。1658年，他匿名提出一笔赏金征求一个旋转形曲线的解法，当时有不少人提出解法：瓦利斯（John Wallis）、惠更斯（Christian Huygens）与雷恩（Christopher Wren）及其他人。然后，帕斯卡用一个假名发表他的解法。当时各竞争者之间有不少争论，包括帕斯卡在内，都表现得不太像一个科学家。
这时，有两件事在他生活中起了重大影响——疾病与詹森教派。18岁那年他患上一种神经性疾病，使他没有一天不在痛苦中。1647年，他患了麻痹，没有拐杖就不能行动。他头痛、消化不良、脚与腿冰冷，需要费大力才能使血液流通。他穿着在白兰地里浸过的袜子以温暖他的脚。为了得到较好的医治，他与妹妹雅克利娜搬到巴黎。他的健康好转了，但神经系统的受损却不能复原。此后他陷入日益严重的忧郁症，影响到他的个性与他的哲学。他变得易怒，时而蛮横不讲理，绝少现出笑容。
帕斯卡的父亲在他的科学本行中仍保持为一个虔诚的天主教徒，他曾对他的孩子说，宗教信仰是他们最珍贵的财富，有时远超过人类脆弱的理性与评价。在鲁昂，有一次他父亲受了重伤，一位詹森派医师治好了他，从此这一家与詹森教派开始接触。帕斯卡与其妹雅克利娜搬到巴黎后，他们时常参加巴黎波尔—罗亚尔女修道院的弥撒。雅克利娜希望进入修道院做修女，但她父亲不愿与自己的女儿分离。父亲于1651年去世，不久雅克利娜即成为田野波尔—罗亚尔女修道院的修女。她哥哥曾劝阻她而无效。
有一段时间他们为分父亲的财产起了争执，这一切解决后，帕斯卡发现他既富有又自由了——这可不是接近神圣的情境。他迁入装饰豪华的家中，雇用许多仆役，坐着4或6匹马拉的车在巴黎招摇过市。他暂时恢复了健康，这给他一种自欺的幸福感，使他从虔敬转向享乐。我们不可苛责他这几年的世俗生活（1648—1654年），他享受巴黎生活的风趣：游乐与美女。他有一段时间在奥弗涅追求一位才貌双全的小姐——称之为“乡间的萨福”。约在这时他写了一篇《谈热情与爱情》（“Discours sur les passions de L’amour”），而且明显地考虑到结婚——这是他日后形容为“一个基督徒许可的最低生活情境”。在他的朋友中有一些自由分子，他们以道德自由配合思想自由，也许经过他们，他对蒙田产生兴趣，而蒙田的《散文集》深深影响他的生活。其最初的影响可能是使他倾向于宗教怀疑。
雅克利娜听到他最近的浮浪，责备他，祈祷他悔改。由于他特别易感的天性，一个意外事件终于成全了他妹妹的祈祷。有一天，他驾车经过涅里桥（Pont de Neuilly）时，他的4匹马受到惊吓，跃过桥栏冲进塞纳河中，几乎把马车也拖着下水，但幸好缰绳断了，于是马车半悬在桥边上。帕斯卡与他的朋友们爬出来。这位敏感的哲学家惊于自己死里逃生，昏了过去，暂时人事不省。恢复知觉后，他感到他见到了上帝的形象。在恐惧、悔罪与感谢的狂喜中，他将他见到的异象写在羊皮纸上，后来他将这羊皮纸缝在外衣的衬里上：
神恩降临的1654年
11月23日，星期一，
……从下午6点半到夜里12点半。
逝去的
亚伯拉罕的神，以撒的神，雅各的神，
不是哲学家与学者的神，
确信、确信、感触、欢乐、和平。
耶稣基督的神……
他不能被寻到，除了用使徒教导的方式，
人类灵魂的荣耀。
正直的父，这世界从不知道你，但我已知道你。
欢乐、欢乐、欢乐、欢乐的泪……
我的神，你会遗弃我吗？……
耶稣基督，耶稣基督……
我曾与他分离，我逃避他，背弃他，
钉他十字架，
愿我再不会与他分离……
重新和解是甜蜜而完美的。
他再度拜访波尔—罗亚尔女修道院与雅克利娜，雅克利娜见到他谦逊与悔改的新态度非常高兴。他倾听安东尼·森格兰的讲道。1654年12月，他与萨西长谈，萨西使他相信科学的浮面性与哲学的虚幻。阿诺德与尼科尔发现这个新人怀着悔改的热情，善于以言辞表达，他似乎是由于神的旨意而来到他们中间，来维护波尔—罗亚尔女修道院对抗敌人。他们请求他拿起笔，与企图使詹森教派成为罪过的耶稣会教士展开激辩。他以如此的才华与笔力完成的作品，至今仍使耶稣会感到刺痛。
