Omalu föddes som den sjätte av sju syskon i Nnokwa, Idemili South, Anambra i sydöstra Nigeria under inbördeskriget i Nigeria (Biafrakriget 1967-1970). Fadern var gruvingenjör och modern sömmerska. Efternamnet Omalu är en förkortning av Onyemalukwube, som betyder "han som vet, talar".