Suo padre, Armand Adrien Vallotton, discende da una famiglia di notabili protestanti di origine francese, stabilitasi nel Pays de Vaud verso la fine del XV secolo. Ha allora una drogheria nel centro città e diventerà in seguito fabbricante di cioccolato. Sua madre, Emma Vallotton, nata Louise Roseng, è la figlia di un fornaio del cantone di Berna. Il piccolo Félix trascorre un’infanzia felice tra suo fratello Paul – nato nel 1864, suo futuro confidente, sostegno, poi mercante – e Hélène, sua sorella, di tre anni più giovane.
Nel 1874 entra nella sezione di latino e greco al Collegio classico cantonale di Losanna. Conserverà dei suoi otto anni di studio il ricordo di una noia
estrema. Al tempo è orientato verso una carriera letteraria, avviata fin dall’età di dodici anni con la redazione di un’operina illustrata di suo pugno.
Ma questo progetto ha vita breve. Il 15 ottobre 1881, a qualche mese dal diploma interrompe gli studi per impegnarsi nella strada infine trovata: sarà
pittore. Sebbene preoccupati per le sue possibilità di riuscita, i genitori non si oppongono alla scelta, per quanto estranea al loro ambiente, che lo
obbliga a espatriare, in mancanza di una vera e propria scuola artistica sul suolo elvetico.
A Parigi, dove suo padre lo aiuta a stabilirsi nel gennaio 1882, Vallotton si iscrive ai corsi dell’Académie Julian. Vivaio di numerosi talenti
all’interno della generazione postimpressionista, questa scuola fondata nel 1873 è ritenuta più aperta agli stranieri e di un accademismo meno ferreo
dell’École des Beaux-Arts, benché molti dei suoi docenti spartiscano il loro insegnamento tra le due istituzioni. Se Félix frequenta qualche artista
svizzero al di fuori delle ore di lezione in atelier, si lega però più strettamente a due persone: il pittore e incisore francese Charles Maurin e
l’incisore di origine polacca Félix Stanislas Jasinski. Maurin è il solo dei suoi amici ad aver esercitato su di lui una vera influenza. Insegna
all’Académie Julian quando Vallotton, di nove anni più giovane, vi inizia il suo apprendistato. Affezionatosi al giovane svizzero, diventa il suo
sostegno morale e il suo mentore in materia d’arte, di sensibilità politica e sociale, di atteggiamento di fronte alla vita. Quanto alla complicità
instaurata con Jasinski, questa emerge dai numerosi ritratti disegnati e dipinti che Vallotton ha dedicato a questo compagno di studi, e dalla loro
coabitazione a Ballancourt (Seine-et-Oise) durante l’estate 1892.