Themistokles von Eckenbrecher ble født i Athen. Faren kom fra en prøyssisk offisersfamilie og hadde studert filosofi og medisin. Moren var italiensk kjøpmannsdatter. Da Themistokles ytret ønske om å bli maler, støttet familien ham ved bosette seg i Potsdam, der han studerte under hoffmaleren Carl Gustav Wegener i 1859–60, og i Düsseldorf i 1861–67, der han studerte under Oswald Achenbach.