Spočiatku na Sorbonne študoval históriu, ale vo svojich osemnástich rokoch začal študovať fyziku.
Broglie bol potomkom starej francúzskej aristokracie (sám vojvoda od 1960), v rokoch 1932 - 1962 profesor na Sorbonne, od roku 1944 člen Francúzskej akadémie.