朱允炆生於洪武十年（1377年），其父為懿文太子朱標，母呂氏。“龍鳳之資，天子之表”，“頭骨方圓，燕領虎頭”等是古人用來從相貌上描繪“真龍天子”的。朱允炆一生下來額顱就有缺陷，他頭蓋骨又偏又歪。朱元璋一次摸著他的腦袋，嘆氣地說：“怎麼像半邊月亮呢？”但是天資聰穎的朱允炆學習刻苦，又受到良好的教育，所以才識過人，因此皇祖父漸漸地開始喜歡上他，並立他為皇位繼承人。

當時朱元璋的兒子除皇太子以外，都被封了王，安排在全國各要害之地，目的是屏藩皇室。這些親王既享有優厚的待遇，又握有重兵，特別是在北方邊境地區的親王，在與北元的軍隊作戰時還可以節制諸軍。這些手握兵權的親王都是朱允炆的叔父，人人都做著皇帝夢。所以，他們根本看不上朱允炆，沒把他當回事。洪武末年，問題的嚴重性已被朱元璋看在眼裡。一天，朱元璋和朱允炆在一起聊天，朱元璋說：“備邊抵禦外侮，我交給你的皇叔們管，只要邊境上沒有戰爭，你就可以放心地做你的太子了。”不料朱允炆卻說：“如果叔叔們有異心，誰來對付呢？”這出乎意料的一問竟讓朱元璋沉默良久，最後才問：“你的意思怎樣呢？”朱允炆回答：“以德爭取他們的心，以禮約束他們的行，若無效就削弱他們的屬地，再不行就只有更換他們的封地，興兵討伐是最後一條路。”朱元璋聽後，默默地點了點頭，覺得皇太孫更加成熟了。

為了使皇太孫得到鍛鍊，朱元璋常常讓他學習法律，見習政務。朱允炆的才智在見習處理政事時得到了表現。當時朱元璋的統治十分嚴酷，而朱允炆處理政務則以寬大為本。他閱讀《大明例律》，認為所訂過於嚴苛，要求改訂五條，這一建議受到了朱元璋的稱讚。他說：“輔助教化才是申明刑法的目的，為了順乎人情，應該修改涉及五倫的律例。”於是他便考《禮經》，參以歷朝刑法，又改訂了73條。朱允炆在參與處理一些刑獄中，更是表現出他機敏過人的地方。常州有子殺父一案，朱允炆認為是繼母誣陷兒子，朱元璋不信，便拘拿了犯人的鄰居、婢僕進行審問，果然朱允炆所斷正確。原來，案中抱病多年的父親死於庸醫的錯診，繼母素恨兒子，便力證為其子所殺。朱元璋說：“竟會是這樣！刑法不可不慎呀。

太孫不但仁德，而且明斷。我可以無憂慮了。”還有一次，朱允炆懷疑被巡邏計程車卒提到的7個強盜中一人與其他人不同，一審問，果然，這是一家田主的兒子，6個佃客為盜，劫其同行，他本想去自首卻先已被擒，朱元璋對此事很是驚奇，問道：“你從何處看出他的不同？”朱允炆回答道：“《周禮》中就談到‘色聽’，《尚書》中也寫到‘惟貌有稽’，這個雙目炯炯、視聽端詳的人當然不是強盜。”朱元璋感嘆地說：“斷獄者不可不讀書呀！”