早年生活
老弗雷德聘請家庭教師教導年幼的兩個兒子及附近兩三個男孩學習，第一位家庭教師很嚴厲兄弟不喜歡上課，第二位教師採用家長全國教育聯盟（PNEU）教程讓兄弟樂意學習，並養成動手習慣。
老弗雷德婚後接受貴格會教導成為熱心虔誠的貴格教友，三個孩子都照貴格會的方式撫養長大，他們早上和晚上祈禱，跟父親一起參加貴格會聚會。稍長兄弟被送到貴格會創立的住宿學校唐斯學校，校友中除了桑格之外還有另一位諾貝爾生理學得主艾倫·霍奇金。唐斯學校的木工、金屬加工和藝術課程，讓弗雷德養成樂意用雙手工作。14歲之後他進入布萊恩斯頓學校準備大學預科。大學預科通過五門考試就有資格進入劍橋，雖然桑格自己描述他在校學習成績平平，但是他參加並通過七個科目的學校證書考試，贏得「七學分弗雷德」的綽號。
劍橋大學求學
桑格畢業後到劍橋經過一年準備被劍橋大學錄取進入聖約翰學院，原本父親希望他讀醫，但看到父親行醫不斷做症狀治療，治好一症狀又要再治療下一個症狀永無終了，於是放棄醫學。弗雷德喜歡化學，但對物理或數學都不感興趣。他在第一年之後就放棄了物理學，轉而學習生理學，並在數學方面堅持不懈。
桑格就讀大一及大二時父母先後因為癌症過世，父母留給他25,000英鎊遺產，當時桑格買一輛二手車只花了8英鎊，所以他並不缺錢。
桑格花了三年時間獲得學士學位，在1939年完成自然科學文學士學位。他喜歡第一部分生物化學課程，決定繼續第四年學習生物化學第二部分高級課程。Fred 特別喜歡第二部分的實習課程，以及Joseph Needham （李約瑟）教的形態學、David Keilin 教的細胞色素和Malcolm Dixon 教的酶。他在生物化學考試中與另一位同學並列第一，讓他感到驚訝。
弗雷德讀書期間會參加貴格會在劍橋舉行的聚會，有許多貴格會教徒的朋友，變成堅定的和平主義者。Cambridge Scientists' Antiwar Group—左翼和平主義團體，於1932年成立，旨在反對軍國主義。《中國的科學與文明》的作者李約瑟同時是他的老師也是該團體的成員。桑格簽署和平誓約聯盟，加入科學家反戰組織。
因為英國與德國的戰爭爆發開始強制徵兵。弗雷德不得不出庭確認因為良心而拒服兵役，獲得無條件免除兵役。他未來的妻子瓊·瑪格麗特·豪 ( Joan Margaret Howe )也是和平主義，是劍橋大學紐納姆學院經濟系學生。她幫助弗雷德為科學家反戰組織寫了一份題為「重整軍備的政治和經濟影響」的報告。弗雷德在做第二部分生物化學的那一年花了很多時間和她在一起。弗雷德和瓊於1940年12月28日在格洛斯特郡賽德結婚。
