Samuel George "Sammy" Davis Jr. naît dans le quartier de Harlem, à Manhattan, à New York. Il est le fils d'Elvera Sanchez, une danseuse, et de Sammy Davis Sr., un artiste touche-à-tout afro-américain. Le couple gagne sa vie en jouant dans des comédies populaires au théâtre. Nourrisson, il est élevé par sa grand-mère paternelle. Le petit Sammy n'est âgé que de trois ans lorsque ses parents divorcent. Pour éviter de perdre la garde de son fils, Sammy Sr. l'emmène avec lui en tournée. Au sujet de sa mère, Sammy Davis Jr. prétendra toute sa vie qu'elle était portoricaine, mais l'un de ses biographes affirme que celle-ci était en fait d'origine cubaine. Sammy aurait menti pour éviter d'être confronté aux sentiments anti-cubains des États-Unis dans les années 1960, à leur apogée après la crise des missiles en 1962.