Elsa Brändström var født i St. Petersburg i Keiserdømmet Russland. Hun var datter av Edvard Brändström (1850–1921), som var militærattaché ved den svenske ambassaden, og kona Anna Wilhelmina Eschelsson (1855–1913). I 1891, da Elsa var tre år gammel, flyttet familien tilbake til Sverige.