Ulugh Beg var sønn av Shah Rukh og hans hustru Goharshad Begum (Gauhar Shad). Faren gikk i 1407 seirende ut av arvefølgekrigene etter Timur Lenk, og gjorde i 1409 Herat til sin hovedstad. For ikke å oppgi den opprinnelige hovedstad ble den 15-årige Ulugh Beg innsatt som stattholder i Samarkand, til å begynne med under farens formynderskap. Sønnens interesse for kultur, religion og vitenskap førte til at han utviklet Samarkand til et muslimsk og kulturelt senter.