Sarraute ble født som (russisk: Ната́лья Ильи́нична Черня́к, ) i Ivanovo (den gangen kjent som Ivanovo-Voznesensk), 300 km nordøst for Moskva, i 1900 (skjønt hun refererte hyppig til sitt fødselsår som 1902, en dato som fortsatt siteres i enkelte referanseverker). Hun var datter av forfatteren Pauline (født Chatounovsky), og kjemikeren Ilya Tsjernjak. Hun var av russisk-jødisk opphav. Som følge av at hennes foreldre skilte seg, tilbrakte hun sin barndom sendt fram og tilbake mellom Frankrike og Russland. I 1909 flyttet hun til Paris for godt sammen med sin far.