Образованием Софьи занимался Иосиф Игнатьевич Малевич (1813—1898), сын мелкопоместного шляхтича, всю жизнь работавший домашним учителем-наставником, обучавший по обширной программе и дававший детям достаточно прочные знания"[11] (в декабре 1890 года в книге «Русская старина» он опубликовал воспоминания о своей ученице).

Как вспоминала Ковалевская в своих «Воспоминаниях детства», интерес к математике у неё пробудился по двум причинам: во-первых, «глубочайшее уважение» к этой науке проявлял её любимый дядя Пётр Васильевич Корвин-Круковский, старший брат её отца, с которым она любила «толковать о всякой всячине», при этом дядя, что ей очень нравилось, общался с ней, как со взрослой, — именно от него она, к примеру, впервые услышала о квадратуре круга и асимптоте. Вторую причину Ковалевская называет «курьёзным обстоятельством»: при переезде в Полибино на одну из детских комнат не хватило обоев — и стену оклеили листами из печатного издания лекций по дифференциальному и интегральному исчислению академика М. В. Остроградского. В таком виде комната простояла много лет — и Софья, как она вспоминала, проводила перед этой «таинственной» стеной целые часы, в результате чего многие формулы и фразы так врезались ей в память, что позже, когда она в возрасте 15 лет стала брать уроки дифференциального исчисления, некоторые математические понятия давались ей на удивление легко, будто она «наперёд их знала»[13].