Warren ble født i Bangor i Caernarfonshire i Wales og var sønn av generalmajor Charles Warren. Han utdannet seg ved Bridgnorth School og Wem Grammar School i Shropshire. Han gikk også en periode på Cheltenham College i 1854. Derfra dro han til Royal Military Academy Sandhurst og videre til Royal Military Academy i Woolwich (1855–1857). Den 27. desember 1857 fikk han kommisjon som fenrik i Royal Engineers. Den 1. september 1864 giftet han seg med Fanny Margaretta Haydon (død 1919). De fikk to sønner og to døtre. Warren var en hengiven anglikaner og en entusiastisk frimurer.