مهدی بهادرینژاد، تحصیلات متوسطه را در دبیرستان البرز تهران گذراند. او در سال ۱۳۳۱ تحصیلات دانشگاهی را در رشتهٔ مهندسی مکانیک در دانشکدهٔ فنی دانشگاه تهران آغاز کرد و در سال ۱۳۳۵ با کسب رتبهٔ اول، فارغالتحصیل شد. وی پس از مدتی کار در یک شرکت مهندسی مشاور در تهران، با استفاده از یک بورس تحصیلی دولتی برای ادامه تحصیل به آمریکا رفته و پس از کسب مدرک کارشناسی ارشد از دانشگاه ویسکانسین، مدرک دکتری را از دانشگاه ایلینوی و در سال ۱۳۴۳ دریافت کرد.