Начальное образование получил в деревенской школе. С 10 лет работал на ткацкой фабрике, и после 12-часового рабочего дня посещал занятия фабричной вечерней школы. Изучал богословие и медицину в университете Глазго. Получив диплом доктора медицины и приняв посвящение в миссионеры-евангелисты, 8 декабря 1840 года отплыл в Капскую колонию, ныне ЮАР. Африку Ливингстон выбрал под влиянием расcказов миссионера Роберта Моффата. Сдавая экзамен на миссионера, Ливингстон провалил проповедь (он был не лучший оратор), и только по настоянию Моффата получил возможность пересдать.

Высадившись в марте 1841 года в бухте Альгоа, Ливингстон направился в Куруман, в страну бечуанов. Дорога заняла почти полгода, и 31 июля 1841 года он добрался до станции Лондонского миссионерского общества, которую за 20 лет до того основал Моффат. Севернее британские миссионеры ещё не бывали. В поисках места для своей миссии Ливингстон предпринял поездку на север, в Чонуане (ныне на территории Ботсваны), где жил вождь племени баквена[5] Сечеле[6], с которым у него завязались дружеские отношения

Приключение Ливингстона со львом. Иллюстрация из номера 1 журнала "Вокруг света" за 1861 годПоселившись неподалеку, в деревне Лепелоле, Ливингстон на полгода сознательно прекратил связь с европейским обществом, чтобы изучить язык туземцев, их быт, законы и образ мысли. В 1843 недалеко, в долине Маботсе, Ливингстон вместе с туземными помощниками построил хижину для миссионерской станции. Во время облавы на львов, которые часто опустошали окрестности деревни, на Ливингстона напал раненый зверь. Из-за неправильно сросшегося перелома Ливингстону до конца жизни с трудом давались стрельба и плавание. Именно по раздробленному плечевому суставу и было опознано тело Ливингстона, доставленное в Англию.

На станции в Маботсе у Ливингстона возникли трения с миссионером-напарником. Чтобы не показывать туземцам, что между белыми могут быть разногласия, Ливингстон уехал из Маботсе. В 1844 году он женился на дочери Моффата Мэри и переехал в Чонуане. У Сечеле Ливингстон впервые в истории тех мест купил землю. Заплатил он куском ткани стоимостью в 5 фунтов стерлингов. Сильная засуха заставила племя перебраться, по совету Ливингстона, к реке Колобенг. От реки в земли баквена был прорыт оросительный канал, основана миссия, устроена школа. Жена стала Ливингстону верной помощницей. Мэри умела все: плести корзины, делать свечи, варить мыло, печь хлеб. Дочь миссионера, она сразу взяла на себя часть забот мужа – занималась с детьми и взрослыми в школе, обучала женщин шитью. За пять лет она родила четверых детей. Первенцем был Роберт, потом появились три девочки, последняя из которых умерла во время эпидемии 6 недель от роду. Ливингстон вечерами, кроме богослужений, вел беседы на мирские темы, сопровождая их демонстрацией картинок и различных неизвестных туземцам предметов. Посещая больных, он не вступал в конфликт с местными знахарями, а наоборот, изучал их методы. С удивлением он обнаружил, что задолго до знакомства с миссионерами баквены применяли вакцину от оспы, смешивая содержимое гнойника больного с коровьим навозом, и делая прививку на лбу.

На деревню Колобенг обрушилась засуха. В течение четырех лет не было дождей. Река совсем пересохла. Семья миссионеров часто питалась отрубями, иногда из Курумана Моффат присылал зерно. Сечеле посылал Ливингстону часть мяса, которое получал от охотников как долю вождя с каждого убитого животного. Иногда на столе были блюда из саранчи или жареные лягушки. Сердобольные жители дарили детям миссионера местное лакомство – крупных гусениц, и те их ели с удовольствием.