Lena Meyer-Landrut ble født i Hannover, Tyskland. Hun er barnebarnet til estisk-fødte Andreas Meyer-Landrut, Vest-Tysklands ambassadør i Sovjetunionen i årene 1980–1983 og 1987–1989. Hun vokste opp som enebarn og begynte å ta dansetimer som femåring. I starten drev hun mest med ballett, men begynte siden å praktisere moderne dansearter som hiphop- og jazz-dans. Som barn drev hun også med sang og hadde statistroller i flere tyske tv-serier. Hun har imidlertid aldri hatt noen formell utdanning innen sang og dans.