黃天元出生于江蘇省南京市,初中就讀于南京玄武外國(guó)語(yǔ)學(xué)校。初一的時(shí)候,完全沒(méi)接觸過(guò)魔方的他報(bào)名參加了班上創(chuàng)建的魔方社團(tuán),通過(guò)自己上網(wǎng)查資料獨(dú)自鉆研,最后可以做到在40秒內(nèi)玩轉(zhuǎn)魔方的六個(gè)面。2010年12月7日,張藝謀赴南京考核小演員,在面試時(shí),黃天元用英文很靦腆地說(shuō)了一段臺(tái)詞,由于緊張還出現(xiàn)了語(yǔ)法錯(cuò)誤,但他很符合張藝謀心目中瘦弱秀氣男孩的要求,因此被選中出演電影《金陵十三釵》。
黃天元從初二下學(xué)期開(kāi)始便沒(méi)有去學(xué)校上課,僅在小中考前回學(xué)校念了一段時(shí)間書(shū),然后初三上學(xué)期又有一個(gè)多月沒(méi)有上課,但他對(duì)自己要求很?chē)?yán)格,便去找各個(gè)任課老師把落下的課業(yè)補(bǔ)回來(lái)；而班上的數(shù)學(xué)課代表徐云超還成了他的“私人小老師”,每天中午休息的時(shí)間都和黃天元待在一起,幫他重點(diǎn)攻克數(shù)學(xué),物理,化學(xué)。中考時(shí),黃天元考了661分,超過(guò)第一批次重點(diǎn)高中分?jǐn)?shù)線51分。后來(lái),他就讀于南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校仙林分校國(guó)際部12D班。