Hijo de Antonio Ameghino y de María Dina Armanino, nació el 18 de septiembre de 1854. No son claras las referencias sobre si Florentino nació en Moneglia, Italia, el pueblo de sus padres, o en Buenos Aires o Luján. La historia familiar
afirmaba que llegaron al país sin hijos. Tuvo cuatro hermanos:
Antonio, Luis, Carlos, y María Luisa.
Hizo sus primeros estudios en medio de la mayor pobreza. A los 16 años fue nombrado preceptor en una escuela en Mercedes, de la que fue luego su director. A temprana edad, sus virtudes como autodidacta consumado quedaron expuestas. Leía en italiano y francés, tomando a su vez, conocimiento de las
obras de Charles Darwin y la evolución.
La Escuadra y el Compás entre Diagonales 213 En el 1878 decidió viajar a Francia para presentar en la Exposición Universal la colección de fósiles que obtuvo en las barrancas del rió Lujan, ganándose la consideración del mundo científico, aunque aquí siguió siendo para algunos “el loco de los huesos”. Con el producto de la venta de dicha colección pudo costearse la impresión de su obra magna y a la vez polémica, “La Antigüedad del Hombre en el Plata”.
Regresó de Francia casado con una pintora, Leontina Poirier y sumido en la más extrema pobreza, fue removido de su cargo como Director del colegio en Mercedes.
Para sobrevivir, buscó ayuda en sus hermanos y juntos instalaron una librería en Buenos Aires. Situada en la calle Rivadavia, la llamó Gliptodon y utilizó la trastienda del local como vivienda, compartiendo el espacio con su esposa y su
colección de fósiles.
Allí escribió su Filogenia provocando una verdadera revolución en el mundo antropológico, a tal punto que el director del recién fundado Museo de La Plata, el Perito Francisco Pascasio Moreno, en 1884 le propuso ocupar el cargo de Subdirector, y a su hermano Carlos, le encomendó encargarse de las expediciones patagónicas en busca de fósiles.
Por disputas con el Perito Moreno, Ameghino perdió el cargo, quedando nuevamente en una complicada situación económica. Ya sin trabajo, volvió a instalar una librería, esta vez en La Plata y bautizada Rivadavia. El local se ubicaba en la calle 11 esquina 60. Encaró este emprendimiento junto al artista
y escultor español, Felipe Ruiz Rivera, compartiendo con él y su hija, la trastienda de la librería que les sirvió de casa, y estudio, pues el Perito Moreno le había prohibido acercarse al museo y a sus propias colecciones, las cuales Ameghino había donado oportunamente.
Joaquín V. González, por entonces Ministro de Instrucción, le ofreció el cargo de Director de Museo de Buenos Aires, pero Ameghino declinó la propuesta en favor de seguir ejerciendo la docencia en la Cátedra de Geología del Museo de la Plata.