鄭天挺原名慶甡，字毅生，祖籍福建長樂，1899年8月9日（清光緒二十五年陰曆七月初四）在北京出生。父親鄭叔忱是光緒十六年（1890）進士，先後擔任翰林院編修、順天鄉試同考官、奉天學政、京師大學堂提調（教務長）等職。母親陸嘉坤是廣西桂林人，通經史之學，曾任天津北洋高等女子學堂總教習。1905年鄭天挺六歲的時候，父親病逝，次年母親亦病故，他與弟弟寄養於親戚張耀曾家中，並由另一位親戚梁濟（梁漱溟父親）監護。鄭天挺自幼好學，酷愛文史，1907年在北京閩學堂學習，1911年入讀順天高等學堂，1917年考入北京大學國學門。1919年參加了五四運動，上街示威游行。十月閩案發生，福州人民被日本人槍殺，北京三十四所學校三萬人在天安門集會抗議日人暴行，鄭天挺積極參與抗議運動，加入了旅京福建學生聯合會，擔任主任幹事，以「戄日」的筆名在《閩潮周刊》發表文章。

1920年，鄭天挺在北京大學畢業後，應聘前往厦門大學，明年考入北京大學研究所國學門，在錢玄同的指導下，研究中國文字音義起源。其間鄭天挺參與北京大學明清檔案的整理工作，為他日後進行明清史研究奠定了基礎。1922年他在由張耀曾任會長的中國法權討論委員會中，擔當秘書一職，利用該會的檔案資料，撰寫了第一部學術著作，就是《列國在華領事裁判權志要》，論述外國列強在中國強行設立領事裁判權的經過，要求必須廢除領事裁判權。該書在1923年以法權討論委員會的名義出版。

1924年鄭天挺成為北大中文系講師，後來一度輾轉於廣州、浙江任職。1930年重回北大，擔任校長室秘書和講授國文課，1933年晉升教授，出任負責行政和總務的秘書長，教授古地理學、校勘學、魏晉南北朝史等課程，其間對清史研究產生興趣。原因是他在清末出生，在北京長大，通過親友知道不少清人掌故。此外，他又發現北洋政府的官職，依然受到清代的影響。這時期孟森（1868-1938）執教於北大，寫成《清初三大疑案考實》，探討太后下嫁多爾衮的歷史，鄭天挺對此撰寫了〈多爾衮稱皇父之臆測〉一文，開創多爾衮的研究。該文指出多爾衮稱「皇父」的由來不一定與所謂太后下嫁有關，「皇父攝政王」是當時最高的爵秩，多爾衮有這個稱號，反映了他的地位重要，是滿族入關後清王朝的奠基人。 鄭天挺在1936年也發表〈墨勒根王考〉和〈多爾衮與九王爺〉兩文，證實墨勒根王即是多爾衮，考證多爾衮是九王爺的來歷。此外，鄭天挺又寫出〈清世祖入關前章奏程式〉與《杭世駿〈三國志補注〉與趙一清〈三國志注補〉》（1936）兩篇文章，有關《三國志》的論文在《國學季刊》刊登。鄭天挺運用校勘學知識，考證杭世駿的生卒年份和趙一清出生年份，並且證明趙一清《三國志注補》優於杭世駿《三國志補注》，為趙一清恢復了名譽。鄭天挺還影印了趙書，在《影印〈三國志注補〉序》中，總結趙書的優缺點，認為它僅次於晉裴松之的《三國志注》。鄭天挺的三國志研究，得到了孟森的肯定。