早年
11歲時，羅伯茨考入了巴斯市立男子學校。一開始他想長大以後做偵探，但很快興趣轉到了化學方面。他購置了各種儀器和藥品，自己進行化學實驗。羅伯茨的母親在家裡對其進行輔導，他得以自己閱讀了大量化學書籍。學校的化學教育對羅伯茨而言比較枯燥，他成績一般，反倒數學成績非常好。15歲時他通過了O級考試，開始專攻數學和自然科學。探洞成為他喜歡的一項運動，他經常把周末時間花在這上面。16歲時羅伯茨的A級物理考試失敗了，因而不得不重修一年。再次考試終於順利通過，他選擇了謝菲爾德大學化學系。
學術
謝菲爾德的化學系十分有名，羅伯茨在學完了化學、物理和數學等課程後，又在第二年開始學習生物化學。1965年他獲得學士學位，進入有機化學教授戴維·奧利斯門下深造。博士期間，羅伯茨選擇了一種巴西樹木的中心木質中的新黃酮類聚合物作研究素材。他得到的木材十分理想，又得到經驗豐富的博士後研究員黑澤和的指導，實驗進展得非常快。只花了一年他就已經準備好了寫論文的材料，接下來的兩年得以做自己感興趣的實驗、閱讀感興趣的書籍。
這段時期他讀到了約翰·肯德魯所著的《生命的線索》 。該書介紹了劍橋醫學研究委員會的發展歷程，激發了羅伯茨對分子生物學的興趣。他開始尋找做生物化學研究的實驗室，最終被哈佛大學生物化學與分子生物學教授傑克·施特羅明格接納。1969年元旦，羅伯茨帶全家赴美，準備在哈佛做博士後研究。
