Nelson Piquet junior ist ein Kind des dreifachen Formel-1-Weltmeisters Nelson Piquet und der Niederländerin Sylvia Tamsma. Er hat zwei Schwestern und vier Halbbrüder. Einer davon ist der Automobilrennfahrer Pedro Piquet. Nelson Piquet jr. kam in Deutschland in Heidelberg zur Welt, da seine Mutter ihren Mann während der Formel-1-Rennen in Europa begleitete und sich im Vorfeld des Großen Preises von Deutschland, der am 4. August 1985 stattfand, bereits in Deutschland aufhielt. Piquet wuchs bis zum achten Lebensjahr bei seiner Mutter, die seinen Vater kurz nach seiner Geburt verlassen hatte, in Monaco auf und zog im Alter von acht Jahren nach Brasilien zu seinem Vater.