ม.ร.ว.เทพฤทธิ์ เทวกุล เข้าเรียนที่โรงเรียนเทพศิรินทร์ปี พ.ศ. 2468 จบการศึกษามัธยมศึกษาปีที่ 4 จากโรงเรียนวชิราวุธวิทยาลัย ได้เดินทางไปศึกษาต่อที่สหรัฐอเมริกา ด้วยทุนส่วนพระองค์ของสมเด็จพระราชบิดา กรมหลวงสงขลานครินทร์ จนจบมัธยมศึกษาตอนปลาย (High school) ที่โรงเรียนเบลมองต์ฮิล โดยจบใน พ.ศ. 2472

ม.ร.ว.เทพฤทธิ์ เทวกุล ได้รับการดูแลจาก พระยากัลยาณไมตรี (ฟรานซิส บี. แซร์) ซึ่งท่านได้รับการดูแลเป็นอย่างดี และได้รับการส่งเสริมให้ศึกษามุ่งหนักไปทางด้านวิศวกรรมการเกษตร ท่านได้เรียนจนจบปริญญาตรีทางด้านวิศวกรรมการเกษตรจากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ (University of Maryland) ในปี พ.ศ. 2481

ในขณะที่ท่านเรียนอยู่ที่อเมริกาท่านได้มีโอกาสไปฝึกงานเกี่ยวกับการใช้เครื่องจักรกลการเกษตรตามฟาร์มต่าง ๆ และดูงานด้านการเกษตรอุตสาหกรรมต่าง ๆ มากมายทำให้ท่านได้รับประสบการณ์ในสาขาวิชาชีพที่ท่านสนใจ