รองศาสตราจารย์ ยุทธนา ตันติรุ่งโรจน์ชัย หรือ รองศาสตราจารย์ ดร. ยุทธนา ตันติรุ่งโรจน์ชัย จบการศึกษาชั้นประถมศึกษาจากโรงเรียนวิบูลย์เสรีวิทยา มัธยมศึกษา จากโรงเรียนทวีธาภิเศก ในระหว่างชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ได้รับคัดเลือกเป็นผู้แทนเยาวชนไทยไปแข่งขันคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์โอลิมปิกระหว่างประเทศ (สาขาฟิสิกส์) เมื่อ ปี พ.ศ. 2533 ที่เมืองโกรนิงเกน ประเทศเนเธอร์แลนด์ และเลือกเรียนคณะวิทยาศาสตร์ ทั้งที่สอบได้คะแนนสูงสุดของมหาวิทยาลัย และสามารถเข้าเรียนแพทย์ได้

จบปริญญาตรีวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาเคมี (เกียรตินิยมอันดับหนึ่ง) จากคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ในปี 2538 หลังจากนั้นได้บรรจุเข้ารับราชการเป็นอาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และรับทุนพัฒนาอาจารย์จากทบวงมหาวิทยาลัย เพื่อศึกษาต่อในระดับปริญญาเอก สาขาเคมีทฤษฎี ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศสหราชอาณาจักร จนจบปริญญาเอก เมื่อปี พ.ศ. 2542 โดยทำวิทยานิพนธ์ในหัวข้อ "การศึกษาสารประกอบเชิงซ้อนที่ยึดจับกันอย่างอ่อน" (Theoretical studies of weakly bound complexes) โดยมี Professor A.D. Buckingham, F.R.S เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา และได้รับทุนสนับสนุนจาก German Academic Exchange Services (DAAD) เพื่อเข้าอบรมโครงการ 37th International Seminar on Research and Teaching in Physical Chemistry and Chemical Engineering ณ มหาวิทยาลัย Karlsruhe ประเทศสหพันธรัฐเยอรมัน