Ранние годы
Николай родился 4 (16) мая 1817 года в слободе Юрасовке Острогожского уезда Воронежской губернии (ныне село Юрасовка, Ольховатского района Воронежской области). Отец — дворянин-помещик, мать — крестьянская девушка, прежде крепостная его отца, учившаяся в одном из московских пансионов. Позднее отец Костомарова женился на ней, но Костомаров родился до брака, и хотя отец собирался усыновить его, но не успел этого сделать.
Отец Костомарова, поклонник французской литературы XVIII века, идеи которой он пытался прививать и малолетнему сыну, и своей дворне, был вместе с тем жестоким помещиком; в 1828 году он был убит своими дворовыми людьми, похитившими при этом скопленный им капитал. Мать Костомарова отдала его в воронежский пансион, но, пробыв там около двух лет, он был исключён за шалости. Затем он поступил в воронежскую гимназию и, окончив здесь курс, в 1833 году стал студентом Харьковского университета.
Студенчество
Уже в первые годы учения сказались блестящие способности Костомарова, доставившие ему, от учителей московского пансиона, в котором он при жизни отца недолго учился, прозвище «enfant miraculeux» (фр. «чудо-ребёнок»). Природная живость характера Костомарова с одной стороны, низкий уровень учителей того времени — с другой не давали ему возможности серьёзно увлечься занятиями. Первые годы пребывания в Харьковском университете, историко-филологический факультет которого не блистал в ту пору профессорскими дарованиями, мало отличались в этом отношении для Костомарова от гимназии. Сам Костомаров много работал, увлекаясь то классической древностью, то новой французской литературой, но работы эти велись без надлежащего руководства и системы, и позднее Костомаров называл свою студенческую жизнь «беспорядочной». Лишь в 1835 году, когда на кафедре всеобщей истории в Харькове появился М. М. Лунин, занятия Костомарова приобрели бо?льшую системность. Лекции Лунина оказали на него сильное влияние, и он с жаром отдался изучению истории. Тем не менее, он так ещё смутно сознавал свое настоящее призвание, что по окончании университета поступил было на военную службу. Неспособность его к последней скоро стала, однако, ясна и начальству его, и ему самому.
Увлекшись изучением сохранившегося в городе Острогожске, где стоял его полк, архива местного уездного суда, Костомаров задумал писать историю слободских казачьих полков. По совету начальства он оставил полк и осенью 1837 года вновь явился в Харьков с намерением пополнить своё историческое образование.
В это время усиленных занятий у Костомарова, отчасти под влиянием Лунина, стал складываться взгляд на историю, в котором были оригинальные черты сравнительно с господствовавшими тогда среди русских историков воззрениями. По позднейшим словам самого Костомарова, он «читал много всякого рода исторических книг, вдумывался в науку и пришёл к такому вопросу: отчего это во всех историях толкуют о выдающихся государственных деятелях, иногда о законах и учреждениях, но как будто пренебрегают жизнью народной массы? Бедный мужик-земледелец-труженик как будто не существует для истории; отчего история не говорит нам ничего о его быте, о его духовной жизни, о его чувствованиях, способе его радостей и печалей»? Мысль об истории народа и его духовной жизни, в противоположность истории государства, стала с этой поры основной идеей в кругу исторических воззрений Костомарова. Видоизменяя понятие о содержании истории, он раздвигал и круг её источников. «Скоро, говорит он, я пришёл к убеждению, что историю нужно изучать не только по мертвым летописям и запискам, а и в живом народе». Он научился украинскому языку, перечитал изданные народные украинские песни и печатную литературу на украинском языке, тогда очень небольшую, предпринимал «этнографические экскурсии из Харькова по соседним сёлам, по шинкам». Весну 1838 года он провёл в Москве, где слушание лекций Шевырева ещё более укрепило в нём романтическое отношение к народности.