Wren ble født i 1632 i Wiltshire som sønn av domprosten i Windsor. Som gutt møtte han den unge prins Karl, som senere ble konge og ansatte Wren som arkitekt. Han fikk sin utdannelse på Westminster School og Wadham College ved Universitetet i Oxford, og ble valgt til All Souls. I 1657 begynte han å undervise i astronomi ved Gresham College, og fire år senere ble han professor i astronomi ved Oxford, inntil han gikk av i 1673. Wren var også medstifter av Royal Society, som han var formann for fra 1680 til 1682.