Nato a Savigliano nel 1783 da una nobile famiglia piemontese (suo padre, all'epoca della Rivoluzione francese, era un colonnello dell'Armata Sarda), Santorre di Santarosa entrò nell'esercito regio a soli tredici anni, come alfiere dei Granatieri reali comandati dal padre e prese parte alla battaglia di Mondovì del 21-22 aprile 1796 contro l'Armée d'Italie comandata da Bonaparte. Durante l'occupazione austro-russa il padre fu colonnello del Reggimento provinciale di Asti e combatté a Marengo (14 giugno 1800) sempre contro Napoleone. Annibale proseguì intanto gli studi a Savigliano e poi all'Università di Torino. Nel frattempo, la Savoia ed il Piemonte, che solo da relativamente pochi anni si erano svincolati dall'influsso politico transalpino, passarono ai francesi. Già da ragazzo, Santorre di Santarosa mostrò uno spiccato interesse per l'attività politica, e nel 1801 iniziò ad impegnarsi su questo fronte, divenendo così piuttosto conosciuto a Savigliano, dove rimase per tutta l'infanzia e l'adolescenza. Nel 1807, all'età di 24 anni, fu eletto sindaco (maire) a Savigliano: in questo modo ebbe la possibilità di approfondire la sua conoscenza del mondo politico e civile. Successivamente entrò nell'amministrazione francese, ed abbandonata la carica di sindaco di Savigliano, nel 1812 divenne sottoprefetto alla Spezia, incarico che continuò ad esercitare fino al 1814. Dopo la Restaurazione della monarchia sabauda, Santorre ottenne il grado di capitano dei granatieri del Reggimento Guardie e col 1º Battaglione prese parte alla campagna austro-sarda in Savoia e nel Delfinato, essendo presente al combattimento del 6 luglio 1815 sotto le mura di Grenoble. Entrò poi nel ministero della guerra e marina come ispettore delle leve provinciali 1816. Il 15 agosto 1820 fu insignito della gran croce dell'Ordine dei Santi Maurizio e Lazzaro. Avvicinatosi alla Carboneria, Santarosa cominciò a coltivare l'idea di una campagna militare, che avrebbe dovuto essere guidata da Vittorio Emanuele I di Savoia, allo scopo di liberare i territori italiani dalla dominazione straniera. Inoltre, riteneva che il Re si dovesse impegnare a concedere ufficialmente una costituzione ai sudditi del Regno, un fatto che avrebbe testimoniato l'impegno dei Savoia ad allearsi con i patrioti e ad assumere la guida del movimento liberale italiano. Tuttavia, fin dall'inizio del suo mandato, Vittorio Emanuele I s'impegnò a restaurare in Piemonte e negli altri territori un soffocante regime assolutistico, che contribuì ad andare in direzione opposta alle idee liberali della Carboneria e della borghesia in generale.