Seconda figlia di William e Julia Walker Boyd, è nata a Washington l'1 maggio del 1924. Insieme con la sorella maggiore, crebbe con la zia e la madre, che si era separata dal marito quando Evelyn era in tenera età.
Studiò presso la Dunbar High School che, nonostante i problemi di segregazione razziale, era particolarmente competitiva per gli studenti afroamericani di Washington. Successivamente, grazie al sostegno economico della zia e di una piccola borsa di studio della Phi Delta Kappa, Evelyn Boyd entrò allo Smith College nell'autunno del 1941, dove si laureò magna cum laudee nel 1945 in matematica e fisica. Si interessava anche di astronomia, ad ogni modo.
Ero affascinata dallo studio dell'astronomia e ad un certo punto mi gingillai con l'idea di spostare la mia attenzione a questa materia. Se avessi saputo che in un futuro non così distante gli Stati Uniti avrebbero lanciato il loro programma spaziale, e che gli astronomi sarebbero stati molto richiesti per la plianificazione delle missioni spaziali, avrei potuto diventare un'astronoma invece che una matematica.(1)