หลังจากสำเร็จการศึกษาที่โรงเรียนกรุงเทพคริสเตียนวิทยาลัย (B.C.C.115) แล้ว หม่อมเจ้าเฉลิมศึก ยุคล ได้เสด็จไปศึกษาต่อยังต่างประเทศ และสำเร็จการศึกษาหลักสูตรต่างๆ ได้แก่

• ปี ค.ศ.1976 ปริญญาวิทยาศาสตร์ชีวภาพจาก Macquarie University ออสเตรเลีย
• ศึกษาเพิ่มเติม / ฝึกอบรมด้าน CBRN ที่สถาบัน / หน่วยงานทั้งทางทหารและพลเรือน ได้แก่ RTA Chemical School,United States Army CBRN School, OPCW, UNMOVIC, UNODA และ องค์การวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งออสเตรเลีย