जांभेकरांनी बालपणी वडिलांकडे घरीच मराठी व संस्कृत भाषांचा अभ्यास आरंभला. इ.स. १८२५ साली त्यांचे मुंबईमध्ये आगमन झाले. मुंबईस येऊन ते सदाशिव काशीनाथ ऊर्फ 'बापू छत्रे' आणि बापूशास्त्री शुक्ल यांजकडे अनुक्रमे इंग्रजी व संस्कृत शिकू लागले. या दोन विषयांबरोबरच गणित आणि शास्त्र या विषयांत त्यांनी प्रावीण्य मिळविले. 'बाँबे नेटिव्ह एज्युकेशन सोसायटी'च्या विद्यालयात अभ्यास करून त्यांनी विशीच्या आत कोणाही भारतीयाला तोवर न मिळालेली प्राध्यापक म्हणून नियुक्ती मिळवण्याइतपत ज्ञान कमवले. इ.स. १८३४ साली एल्फिन्स्टन कॉलेजात पहिले एतद्देशीय व्याख्याते म्हणून जांभेकरांची नियुक्ती झाली.
बाळशास्त्रींना मराठी, संस्कृत, बंगाली, गुजराती, कानडी, तेलुगू, फारसी, फ्रेंच, लॅटिन व ग्रीक या भाषांचे ज्ञान होते. फ्रेंच भाषेतील नैपुण्याबद्दल फ्रान्सच्या राजाकडून त्यांचा मानसन्मान झाला होता.
जांभेकरांनी प्राचीन लिप्यांचा अभ्यास करून कोकणातील शिलालेख व ताम्रपट यांचे शोधनिबंध लिहिले. मुद्रित स्वरूपातील ज्ञानेश्वरी त्यांनीच प्रथम वाचकांच्या हाती दिली. त्यांच्यात पांडित्य आणि अध्यापनपटुत्व या गुणांचा मिलाफ होता. गणित व ज्योतिष यांतही ते पारंगत असल्यामुळे त्यांची कुलाबा वेधशाळेच्या संचालकपदी नियुक्ती झाली होती. शिवाय त्यांना रसायनशास्त्र , भूगर्भशास्त्र, प्राणिशास्त्र, वनस्पतीशास्त्र, न्यायशास्त्र, इतिहास, मानसशास्त्र या विषयांचे उत्तम ज्ञान होते.