Holonyak va ser el primer membre de la seva família en rebre qualsevol tipus d'educació formal. Va treballar 30 hores seguides al ferrocarril central d'Illinois abans de comprendre que una vida de treball dur no era el que volia i que preferia anar a l'escola. Segons Knight Ridder, "Els làsers semiconductors barats i fiables crítics per als reproductors de DVD, lectors de codis de barres i altres dispositius de la seva existència en alguna manera petita a la càrrega de treball exigent empeny a les tripulacions de ferrocarrils de Downstate fa dècades".Holonyak va obtenir el seu grau de llicenciat (1950), màster (1951), i doctorat (1954) en enginyeria elèctrica de la Universitat d'Illinois a Urbana-Champaign. Holonyak va ser el primer membre de la seva família en rebre qualsevol tipus d'educació formal.
Una vida de treball dur no era el que volia.