他出生在一个将门之家，受到社会尚武风气的熏陶，家庭、亲属的影响，尚武的观念从小就被灌注到他幼小的心灵之中。在他只有几岁的时候，父亲就尝试对他进行骑射训练，随着年龄的增长，训练也逐年严格。这种训练，如同做功课一样，每天手不离箭，身不离鞍。父亲善养马，在马匹的选择和骑术方面，都能给他以指导。三桂很聪颖，据三桂的教生陈邦选说：三桂小时，“聪明自然超群”。【《明清史料》丙编第1本，“陈邦选致明宁远总兵书”。】他学习很用心，也颇刻苦，骑射进步很快。还有舅父祖大寿对他很关心，不时地加以指教。他经常出入军营，很喜欢军队的战斗生活，一心想将来长大了当一名军官……
从山海关，经中后，至宁远以东，抵锦州，北面一望丘陵、山岭，绵延不尽，林木繁茂，多飞禽走兽，虎、豹、野猪等猛兽，无时不出没林中深处。行猎是当地猎户的衣食之源，而对于达官贵人来说，却是一种消遣。三桂的父兄每于闲暇携家丁进山打猎，当他能独立骑马时，便跟随父兄左右，骑逐山林之中。稍大点，他就自带家丁，独闯山林，与禽兽周旋，每次都有收获，这养成了他“好田猎”的习惯。【孙旭：《平吴录》】这种带有军事味道的生活，培养了他勇敢、不畏艰险、“沈鸷多谋”的思想性格。【钮琇：《觚剩》】他掌握的骑射技能，后来都远远超过了他的哥哥、弟弟。他演习过各种兵器，最喜欢使大刀，练得很有功夫。从此，这柄大刀就成了他在未来的岁月中南征北战的制胜武器。现今保存在昆明市博物馆的一口长柄大刀，据说是三桂的遗物。
三桂十六七岁时，应试武功，得中武举。关于三桂中武举和从军的时间，还未见到具体记载。但他20岁时已升为游击，可以肯定，他中举和入伍必在20岁之前，而升为游击一职，也须一定时间和军功才有可能。故确定为十六七岁中举，与《庭闻录》，“自少为边将”似吻合无疑。国家设置武场，通过考试“技勇”，选拔将才。明末，按武场考试规定，一般以九箭射中目标为状元。【谈迁：《国榷》，卷93，5665页。】三桂以其少年应试，在强手如林的角逐中，获得武举人，颇为难得。这都得之于平时的严格训练。
他得中武举后，取得了在军中任职的资格，开始了军事生涯。《庭闻录》的作者刘健说他“自少为边将”，他的教生陈邦选也说“总爷（指三桂）少年悬印”，【《明清史料》丙编第1本，“陈邦选致明宁远总兵书”。】指的就是这个时候。三桂初任军职，就在舅父手下任中军官。【孙旭：《平吴录》。据《庭闻录》，卷6：“三桂少时曾为毛文龙部将”。】这是个低级军官，是三桂走向将帅的起点。他在舅父祖大寿的指挥下，参加了对后金的战争。很快，他崭露头角，日益显示出悍将的素质。
崇祯五年（1632年），他已是一个20岁的青年，却已升为游击将军。【《明清史料》甲编第1本，9页。】虽说这个职位还不算高，但已进入将军的行列，而父亲这时已升到总兵官这个高级军官的地位。
20岁这个年龄，是人生中最美好的时期。身体长成，思想敏锐，精力旺盛，浑身充满了青春的活力。20岁的吴三桂，比一般青年更引人注目：大耳垂，高鼻梁，脸色富有光泽，一双眼睛炯炯有神，“瞻视顾盼，尊严若神”【《庭闻录》，卷1。】。他的身材不算高，看起来，也不那么魁伟，可是“臂力过人”，没有人能赶得上他的力气大！【《平吴录》】。难怪凡见过他的人都用“美丰姿”、“状貌奇伟”的话来赞美他，【《觚剩》】。大概并非虚语，亦非媚人之辞。不过，他的相貌也不是完美无缺，只要仔细察看，就会发现他的鼻子稍有缺欠：鼻梁右高左低，中间有一条黑纹如丝，像是受过刀伤的痕迹。他的鼻子的确受过刀伤。【《庭闻录》，卷1。】那是在几年前，他为救父亲，一往无前地闯入数万后金兵重围之中……
吴三桂17岁那年冬，正是崇祯二年（1629年，后金天聪三年）十月，皇太极发动了奇袭北京的战役。他亲率五六万大军，避开明朝构筑的宁（远）锦（州）防线，绕道内蒙古地区，从大安口、龙井关等处突入长城，直趋北京，给明朝以猝不及防的打击。不幸的是，崇祯误中皇太极的反间计，将袁崇焕逮捕入狱。祖大寿惊恐，携吴襄父子及辽兵一万五千人自北京仓皇撤军，急返宁远，以图自保。崇祯听从大学士孙承宗的建议，赶快派人安抚。使者疾驰至山海关才撵上祖大寿，当众宣谕朝廷慰劳之意，声明只逮治袁崇焕一人，与众将无涉。辽兵得到朝廷宽大，人心才安定下来。
次年正月，祖大寿奉命与孙承宗分驻三屯营（河北遵化附近）、丰润（今仍名）之间，互相“联络犄角”。祖大寿又命所部分驻乐亭（河北乐亭）、昌黎（河北昌黎）、抚宁（河北抚宁）、石门、台头营、燕河营（均在河北抚宁北、长城南）诸城镇，以堵截后金兵归路。【《国榷》，卷91，5512页。】然而，后金兵“潜师饱飏”，行动非常诡秘，明官军常常捕捉不到它的任何消息。【《国榷》，卷91，5516页。】为摸清后金兵的去向，他常派出多达三百多人的“侦骑远探”。【《国榷》，卷91，5512页。】
二月，祖大寿率部出长城，北进至建昌（辽宁凌源）。该城周围多山，丘陵连绵，其西北面与内蒙古喀喇沁等部相接。皇太极绕道内蒙古入关和北返，建昌是他所经之地。明兵集结于此，企图截断后金兵归路。
吴襄携带三桂随征，不离大寿左右。三桂年龄还小，在军中不担负具体军务。父亲和舅父对他很喜爱，不愿让他做任何冒险的事，让他随军，是想训练他，增长见识。父亲已是一员参将，常受派遣，执行任务。可是，有一次发生了意外情况……
一天，吴襄率数百人出城侦察，突然与数万后金兵遭遇。后金将领没有把几百明兵放在眼里，实行围而不攻的战术，迫其投降。吴襄无意投降，只有突围才能摆脱险境。他与部下“急奔”，后金兵就“急围”；“缓奔”就“缓围”。直至近城处，吴襄仍无法摆脱后金兵的围困。祖大寿凭城楼远望，知后金兵势大，明兵出击，如以卵击石，倘遭全军覆没，丢失城池，将犯不赦之罪。他不能救吴襄，只好听天由命了。
三桂见父亲被围，心急如焚，便跪在舅父面前，请求发兵，为父亲解围。祖大寿以双方兵力相差悬殊，不敢出战，说：“我以封疆重任，焉敢妄动，万一失利，咎将安归！”三桂请求再三，大寿就是不答应。最后，三桂痛哭流涕地说：“总爷不肯发兵，儿请率家丁以死相救。”大寿似应非应地“嗯”了一声。他以为三桂必不能救，但三桂马上应口说：“遵令！”站起身来，转身下了城楼，率家丁20人，出城救父。大寿心情矛盾，也没严加阻止，由他去吧！
三桂左右各置一将领，自己居中，分18人为两翼冲阵。后金兵见明兵极少，而敢轻易出战，很是怀疑，便闪开一个阵口，将三桂20人裹入阵中。
三桂入阵，以风驰电掣般速度向后金兵展开了冲杀，连续射出两箭，后金兵应弦而倒。后金一员将官拥纛旗向他冲来。三桂迅即搭箭，用尽气力，一箭射中，这员将官从马上跌落下来。三桂急驰近前，下马割取首级。不料此人受重伤未死，他眼看三桂举刀之际，说时迟，那时快，抽出随身的短刀，奋力跃起，照准三桂面部刺来，三桂没有防，一刀砍中他的鼻梁，顿时血流如注。他顾不得伤口，手起刀落，将这个将官的头砍了下来，并疾速地拣起死者扔在地上的红旗，撕下一块，胡乱地把鼻子裹起来，飞身上马，呐喊着冲杀。寻到了父亲，大呼：“随我来！”数百名明兵都随他往外突围。这时，大寿在城楼上眺望，命城上明兵擂鼓助威。城上城下，阵里阵外，喊杀声、战鼓声响成一片，似有千军万马奔腾之势。
后金始终怀疑明兵以少冲阵，可能是“诱敌”之术，也不敢用力堵截，加之三桂冲锋在前，来势凶猛，锐不可当，他与数百名明兵冲到哪里，哪里就纷纷闪开。于是，三桂带领明兵冲围而出。后金兵怕中诱兵之计，并不敢追赶，眼睁睁地望着这一小队明兵飞速远去……