Батько мав сільськогосподарську освіту, працював вихователем, займався будівельною справою. У 1885 р. закінчив середню школу та вступив на відділення природничих наук фізико-математичного факультету Московського університету. У студентські роки почав займатися хімією. Підчас одного з експериментів стався вибух, через що в Щукарьова було пошкоджено око.