Sinh ra trong một gia đình mà bố mẹ là cán bộ Cách mạng, cô bé Phương đã nếm mùi chia ly từ khi mới 6 tuổi để mỗi năm chỉ được gặp mẹ vài giờ đồng hồ chớp nhoáng. 13 tuổi, Phương được tổ chức đưa ra Bắc học bằng cách cuốc bộ nhiều tháng trời dưới mưa bom bão đạn, trong cái "đầy đủ" của bệnh tật, thiếu thốn và những cơn sốt rét đeo đẳng suốt chặng đường.

Tuổi thơ ấy của Phan Kim Phương gắn chặt với tình yêu thương của gia đình người bác sĩ mà cô sống cùng. Hình ảnh người thầy thuốc áo trắng dịu hiền mà chan chứa tình cảm cứ dần bồi đắp thành hình tượng tuyệt vời trong cô gái nhỏ nhắn này. Trở về sau ngày giải phóng đúng mùa thi đại học, Phương chọn thi vào Đại học Y thành phố Hồ Chí Minh mà chẳng còn chút đắn đo.

Tốt nghiệp, bác sĩ Phan Kim Phương vừa làm giảng viên trẻ nhất trường, vừa là một phẫu thuật viên sản khoa tại Bệnh viện Từ Dũ, tài năng của cô bác sĩ trẻ đã sớm bộc lộ rõ nét.