Był najmłodszym synem Karola Huberta Rostworowskiego i Róży z Popielów. Jego starszymi braćmi byli: Marek Rostworowski – historyk sztuki i Jan Rostworowski – poeta. W 1939 r. Rostworowski ukończył III Gimnazjum im. Jana Sobieskiego w Krakowie. W czasie wojny, po powrocie z ewakuacyjnej wędrówki, mieszkał w majątku Wójcza należącym do spokrewnionych z nim Popielów. Następnie, od 1943 r., zamieszkał w Ruszczy, gdzie pracował jako księgowy. Dojeżdzał na tajne komplety do Krakowa. W 1941 r. dwukrotnie podchodził do matury. Po raz pierwszy otrzymał prawie same oceny niedostateczne, w tym także z historii. Za drugim razem oceny z egzaminów maturalnych były już lepsze, choć nadal Rostworowski miał poprawkę z historii. Tak słabe wyniki, jak stwierdzał przyszły historyk, były związane z trudnym okresem okupacji, nauką z posiadanych podręczników, jakie znalazł u gospodarzy, u których mieszkał, oraz braku planu i systematyczności nauki. Przystępując do egzaminu maturalnego, jak sam mówił, nie znał nawet przebiegu szlaku bojowego Legionów Piłsudskiego. Studia historyczne podjął w 1943 r. na tajnym Uniwersytecie Jagiellońskim. Wybór tego kierunku był związany z następującym faktem: Myślałem, że nauka historii najlepiej pomoże rozeznać, skąd wzięliśmy się i dokąd idziemy. Interesowała mnie antropogeneza, narodziny cywilizacji, systemów religijnych i etycznych. Uczęszczał na seminarium znakomitego historyka Władysława Konopczyńskiego, który rozbudził w nim zainteresowanie XVIII w. Tam też zapoznał się z warsztatem naukowym historyka. W marcu 1945 r. został powołany do służby wojskowej. Odsłużył kilka miesięcy w wojsku, w stopniu starszego szeregowego. W 1973 r. otrzymał odznaczenie za udział w walkach o Berlin, w których de facto nie uczestniczył. Dzięki wstawiennictwu prof. Konopczyńskiego, który zaświadczył, że Rostworowski jest jego asystentem wolontariuszem, został zwolniony z wojska (wówczas stacjonował w Skierniewicach). Po powrocie do Krakowa, uczęszczał na seminarium Józefa Feldmana, który doceniając jego talent zaangażował go do funkcji asystenta wolontariusza. Rozpoczął wówczas także pracę w Kole Historyków Uniwersytetu Jagiellońskiego, najpierw jako kierownik sekcji naukowej, z czasem jako wiceprezes Koła. Po śmierci Feldmana ponownie powrócił na seminarium Konopczyńskiego, gdzie przygotował pracę magisterską Książę d`Aiguillon a Polska, która została przyjęta z wynikiem bardzo dobrym w dniu 6 września 1947 r. W skróconej wersji praca ta została wydana w XVIII tomie Roczników Historycznych (1949) pt. Na drodze do pierwszego rozbioru. Wcześniejsza funkcja umożliwiła mu podjęcie z dniem 1 grudnia 1946 r., dzięki poparciu Kazimierza Piwarskiego, pracy na stanowisku młodszego asystenta w Katedrze Historii Nowożytnej kierowanej przez Władysława Konopczyńskiego. Jesienią 1948 r. musiał chwilowo zawiesić prace nad doktoratem w związku z nagonką władz komunistycznych wobec Konopczyńskiego (m.in. zawieszono wydawanie PSB oraz przeniesiono go na emeryturę), któremu pozostał nadal wierny. Ostatecznie doktorat Francja wobec kandydatury Stanisława Leszczyńskiego na tron polski w latach 1726–1733 został przyjęty z oceną bardzo dobrą w dniu 21 lutego 1950 r. Promotorem był Piwarski, zaś recenzentem Kazimierz Lepszy. Od 1 września 1949 r. pracował jako starszy asystent w Katedrze Historii Nowożytnej Powszechnej, zaś od czerwca 1951 r. był pracownikiem w Katedrze Historii Polski Nowożytnej pod kierownictwem czołowej przedstawicielki marksizmu w Polsce – Celiny Bobińskiej. Rostworowski nie specjalnie interesował się prowadzoną w ramach katedry tematyką badań nad historią wsi małopolskiej. Mimo tego napisał interesujące studium pt. Reforma pawłowska Pawła Ksawerego Brzostowskiego, opublikowaną na łamach Przeglądu Historycznego (t. 44, 1953). Artykuł ten wykazał cechy charakteru przyszłego redaktora PSB: bogactwo podstawy źródłowej, wnikliwą interpretację źródeł, precyzyjność stawianych tez, jasność wykładu oraz niezależność w stosunku do ustaleń dawniejszej literatury. Ostatecznie, jako główny motyw podjętych przez Brzostowskiego reform, postawił słusznie, dążenie do zwiększenia intensywności gospodarki rolnej poprzez zerwanie z nisko wydajną pracą pańszczyźnianą. Dążąc do uniezależnienia się, w 1952 r. Rostworowski rozpoczął pracę w zespole do edycji Materiałów do dziejów Sejmu Czteroletniego powstałym przy Polskim Towarzystwie Historycznym, później przy IH PAN. Wydawanie materiałów do dziejów sejmu wielkiego umożliwiało pracę bez otoczki metodologiczno-ideologicznej. Rostworowski uczestniczył w tym dziele do wydania ostatniego – szóstego tomu (1969) poświęconego kwestii żydowskiej. Wniósł ok. 50% wkładu merytorycznego.