Airlangga mengenyam pendidikan menengah di SMA Kolese Kanisius Jakarta pada tahun 1981. Selama pendidikan di sekolah menengah, Airlangga muda aktif dalam Organisasi Siswa Intra Sekolah (OSIS) sebagai wakil ketua.
Memasuki perguruan tinggi, Airlangga Hartarto mengambil program sarjana di Fakultas Teknik Mesin Universitas Gajah Mada.
Selama di kampus, Airlangga Hartarto pernah menjabat sebagai Ketua Umum Senat Mahasiswa Fakultas Teknik UGM. Selain itu dirinya juga pernah menjadi Ketua Barisan Muda Kesatuan Organisasi Serbaguna Gotong Royong (KOSGORO) 1957. Kosgoro merupakan salah satu kelompok induk organisasi yang melahirkan sekretariat bersama Partai Golongan Karya.
Setelah lulus dari UGM, Airlangga Hartarto merantau ke Australia untuk mendapatkan gelar Master of Business Administration (MBA) di Monash University. Tidak hanya itu, dirinya juga meraih gelar Master of Management Technology (MMT) dari Melbourne Business School, University of Melbourne, Australia pada 1997.
Tidak cukup sampai disitu, dia diketahui memiliki dua gelar doktor. Pertama Airlangga Hartarto meraih gelar Honorary Doctorate in Development Policy di The Korea Development Institute (KDI), School of Public Policy and Management, Korea Selatan pada tahun 2019. Dan satu tahun berselang, pada 2020 Airlangga Hartarto dianugerahi gelar Doctor Honoris Causa di bidang Manajemen Olahraga dari Universitas Negeri Semarang.