ร้อยตำรวจเอก ดร.ปุระชัย เปี่ยมสมบูรณ์ จบการศึกษาชั้นมัธยมศึกษา จากโรงเรียนเซนต์คาเบรียล จากนั้นได้เข้าศึกษาต่อในระดับปริญญาตรี รัฐประศาสนศาสตรบัณฑิต ที่โรงเรียนนายร้อยตำรวจ จนสำเร็จการศึกษาในปี พ.ศ. 2515 ต่อมาในปี พ.ศ. 2518 สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโท วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตต สหรัฐอเมริกา และจบการศึกษาระดับปริญญาเอก เมื่อปี พ.ศ. 2522 จากมหาวิทยาลัยฟลอริดาสเตต สหรัฐอเมริกา