Perabo ble født i Dallas og vokste opp i Toms River i New Jersey, som datter av Mary Charlotte (pikenavn Ulland), en fysioterapeut, og George William Perabo, en poesiprofessor ved Ocean County College. Hun er av både portugisik og norsk avstamning. Hennes foreldre valgte navnet hennes etter skuespillerinnen Piper Laurie. Hennes brødre, Noah og Adam, er også skuespillere. På high school, opptrådte Perabo i flere musikaler. I sitt siste år der, spilte hun rollen som Katie i ; og senere Cousin Fan i ; og Lady Brighton i ; og danset i . Hun var også president i foreningen «National Honor Society» og redaktør i skolens litteraturmagasin . I 2007 besøkte hun sin high school for å se stykket .