همایی سال ۱۲۷۸ در خانواده‌ای اهل ادب در اصفهان و محله قدیمی پاقلعه متولد شد. پدرش میرزا ابوالقاسم محمدنصیر فرزند همای شیرازی بود. او درباره دوران کودکی‌‌اش تعریف می‌کند: «در آن روزگار معمول بود که کودکان را از چهار، پنج سالگی به درس و مشق وامی‌داشتند. من نیز از چهار، پنج سالگی نزد پدر و مادر خود به درس و مشق نشستم. درسی را که پدر به من می‌داد، مادر تکرار می‌کرد و در یادگرفتن آن مرا کمک می‌داد، به‌طوری که تا خواندن قرآن و ادعیه مأثوره و گلستان و غزلیات حافظ ، مادرم به من کمک کرده و بر من سمت استادی داشته است.
در نزدیکی منزل ما زنی بود صالح و عابد و خداپرست به نام نبات بیگم، مشهور به ملا باجی. وی از بعضی از خانواده‌های محله چند تن دختر و پسر به شاگردی می‌پذیرفت. هنوز گیسوان سفید و روی نورانی و روحانی او که بامحبت و مهربانی اصول و فروع دین و آداب وضو و نماز و روزه و کتاب عم‌جزء به من می‌آموخت، در خاطرم هست. البته این دروس را در خانه نیز پیش پدر و مادرم فراگرفته بودم و او همان یادگرفته‌ها را تکمیل می‌کرد. من در مدت قلیلی در مکتب ملا باجی عم‌جزء را تمام کردم و به خاطر دارم که پس از اتمام آن مادرم شخصا به مکتب آمد و یک کله قند شهری با یک دست لباس زنانه شامل پیراهن و چارقد و شلوار و چادر نماز و کفش با بشقابی نقل بادام به ملا باجی هدیه کرد.»
جلال‌الدین در حدود شش سالگی به مکتب میرزا عبدالغفار پاقلعه‌ای رفت که در خوشنویسی شاگرد همای شیرازی، جد استاد، بود و در همان مکتب پدر استاد را نیز در کودکی تعلیم داده بود. وی در این‌باره گفته است«میرزا عبدالغفار همان روز اول صفحه اول دیوان حافظ را باز کرد و من همان‌طور که در خانه نزد پدر و مادر آموخته بودم، صحیح و کامل و با صدای رسا خواندم. استاد مرا تحسین کرد و عیال خود را صدا زد و از او خواست اسفند بیاورد. اسفند آوردند و آتش کردند. برای پدرم پیغام فرستاد که قدر این کودک را بدانید. باری چند بدان مکتب رفتم. پس از آن در سال ۱۳۲۶ پدر مرا همراه برادر بزرگ‌ترم به مدرسه حقایق، درخیابان مشیر فرستاد.»
همایی به فراگیری دروس مدرسه اکتفا نمی‌کرد و در منزل نزد پدرش به دانش‌افزایی می‌پرداخت. وی دراین‌باره تعریف می‌کند: «در خانه هم پیش پدرم شاهنامه و کلیات سعدی و منتخب قاآنی و غزلیات محمدخان دشتی را شب‌ها درس می‌خواندم. داستان بیژن و منیژه را از من خواست حفظ کنم و من الآن با اینکه بارها آن را خوانده‌ام و درس داده‌ام، آنچه از بر دارم، از همان روزگار است. می‌توانم بگویم دقیقه‌ای از وقت من به غیر از تحصیل، صرف کار دیگر نمی‌شد. بامدادان پیاده نان و پنیری خورده یا نخورده، از منزل خود در محله پاقلعه به مدرسه قدسیه در محله درب امام می‌رفتم و عصر نیز پیاده به خانه باز می‌گشتم. در خانه بی‌درنگ به تکالیف مدرسه می‌نشستم و چون از آن کار می‌پرداختم، خود را آماده درس پدر می‌کردم که معمولا پس از نماز مغرب و عشاء شروع می‌شد و تا اواسط شب ادامه می‌یافت. باید بگویم که سنگین‌ترین برنامه‌های من همین درس پدرم بود. زیرا وی مخصوصا در تعلیم و تربیت سختگیر و دیرگذشت بود. چه بسا که شب‌ها بعد از فراغت از درس پدر، همین‌که از اتاق خارج می‌شدم، در ایوان منزل به سبب خستگی و بی‌خوابی از پله مقابل اتاق به زمین می‌افتادم و مادر از اتاق مجاور بیرون می‌آمد و مرا به بستر می‌برد.»
همایی فلسفه، منطق و ریاضی و هیئت و نجوم و فنون اسطرلاب و استخراج تقویم نجومی را نیز فرا گرفت و یک دوره کامل طب قدیم را نیز آموخت. وی درباره فراگیری طب گفته است: «به خاطر دارم که هنوز قبرستان چملان به حالت سابق بود و در بعضی گودال‌ها دیده می‌شد که چهار قبر روی هم واقع شده است. گاهی روزها در خدمت جناب حاج میرزا علی آقا شیرازی به آن قبرستان می‌رفتیم و اسکلت استخوان‌ها را بازدید می‌کردیم.»
استاد جلال‌الدین همایی ۲۹ تیر ۱۳۵۹ درگذشت. دکتر مصفا از شاگردان وی درباره مجلس ختم غریبانه او تعریف کرده است: «مجلس ختم استاد همایی در مسجد سید اصفهان برگزار شد. من برای عرض تسلیت جلو در ایستاده بودم. وقتی کفش‌ها را شمردم، دیدم تنها ۲۸ جفت کفش جلوی در است.»
