Née le à Bondy en Seine-Saint-Denis, Audrey Tcheuméo grandit dans une famille éminemment sportive. Son père, Christian Ebwea-Bile, est en effet ancien un footballeur camerounais ayant évolué en sélection nationale entre 1984 et 1986. De même, sa mère, Marcelline Tcheuméo Tchato, est une ancienne joueuse internationale camerounaise de handball. Elle est la demi-sœur d'Antoinette Nana Djimou, une athlète française devenue championne d'Europe en salle du pentathlon en 2011. Depuis leurs retraites respectives, les parents d'Audrey Tcheuméo se sont reconvertis dans la restauration — ils tiennent un restaurant africain aux Pavillons-sous-Bois — et la sécurité pour le premier, le monde hospitalier pour la seconde.