Struve ble født i Kharkiv i dagens Ukraina, dengang en del av Russland. Familien var av tysk avstamming og han snakket tysk hjemme, han gikk likevel på russisk skole som den første i familien. Struve-familien hadde flere kjente astronomer. Allerede mens Struve gikk på barneskolen hjalp han faren med teleskopet på observatoriet der faren jobbet.