ศาสตราจารย์ ประมวล ตั้งบริบูรณ์รัตน์ หรือ ศาสตราจารย์ ดร.ประมวล ตั้งบริบูรณ์รัตน์ ศึกษาขั้นต้นที่โรงเรียนผะดุงศิษย์พิทยาประจันตคาม โรงเรียนประจันตราษฎร์บำรุง และสำเร็จชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายเมื่อปี พ.ศ. 2522 ที่โรงเรียนวัฒนาวิทยาลัย กรุงเทพฯ จบการศึกษาระดับปริญญาตรี (เกียรตินิยมอันดับหนึ่ง) สาขาเคมี ที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ได้รับรางวัลเรียนดีและประพฤติดีเป็นเยี่ยม จากมหาวิทยาลัยขอนแก่น เมื่อปี พ.ศ. 2524 และรางวัลผู้สอบได้คะแนนยอดเยี่ยมในหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาเคมี มหาวิทยาลัยขอนแก่น จากมูลนิธิศาสตราจารย์ ดร. แถบ นีละนิธิ ในปี พ.ศ. 2526 จากนั้นได้เข้าศึกษาต่อระดับปริญญาโท สาขาฟิสิคัลเคมี ที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้รับรางวัลผู้สอบได้คะแนนยอดเยี่ยมในหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาฟิสิคัลเคมี มหาวิทยาลัยมหิดล จากมูลนิธิศาสตราจารย์ ดร. แถบ นีละนิธิ ในปี พ.ศ. 2529 และได้ทุนของรัฐบาลฝรั่งเศสไปศึกษาต่อระดับปริญญาเอก โดยได้รับ Diplôme Élémentaire de la Langue Française (DELF) ที่ CAVILAM เมือง Vichy ในปี พ.ศ. 2530 ได้รับ Diplôme d’Étude Applofondie (DEA; Chimie Physique) ในปี พ.ศ. 2531 และปริญญาเอก (Docteur; Chimie Macromoléculaire) จาก Université de Haute Alsace, École Nationale Supérieure de Chimie de Mulhouse ประเทศฝรั่งเศส ในปี พ.ศ. 2534