Ojciec wpajał synom komunistyczne poglądy już od najmłodszych lat, gdy Illich skończył 10 lat, został zapisany do organizacji młodzieżowej przy Komunistycznej Partii Wenezueli.
W dzieciństwie rodzina Ilicha często zmieniała miejsce zamieszkania. Ramírezowie mieszkali m.in. w Kingston, Meksyku czy Bogocie. We wszystkich miastach Ilich wraz z braćmi uczęszczał do najlepszych szkół. W 1962 roku rodzina zamieszkała w Caracas, gdzie Ilich i Lenin ukończyli szkołę średnią. W 1966 roku Ilich i Lenin dostali się na Uniwersytet w Caracas. Rok później rodzice Ilicha rozwiedli się, matka wyprowadziła się do Londynu, zabierając tam też nastoletnich synów. Mieszkając w Londynie, Ilich dobrze opanował język angielski i uczęszczał na zajęcia strzelectwa w klubie Chelsea. W 1968 roku José Altagracia Ramírez Naras zdobył dla Ilicha i Lenina rekomendacje Komunistycznej Partii Wenezueli, by zostali oni przyjęci na studia na moskiewskim Uniwersytecie Patrice’a Lumumby. Bracia Ramírez studiowali w Moskwie nauki techniczne. Zaangażowali się przy tym w radykalny lewicowy ruch studencki. W 1969 roku byli w gronie prowodyrów zamieszek pod ambasadą Iranu. Wiosną 1970 roku Ilich i Lenin zostali relegowani z uniwersytetu. Powodem ich wydalenia z uczelni były najprawdopodobniej względy ideologiczne.