Worthington ble født den 2. august 1976 i Godalming i Surrey i England, og flyttet som barn til Perth i Australia. Han vokste opp i Warnbro, en forstad til Rockingham i Australia. Faren hans, Ronald, jobbet ved en kraftstasjon, mens moren, som var husmor, tok seg av ham og hans søster. Han gikk på John Curtin College of The Arts, men som 17-åring avbrøt han utdannelsen og begynte å livnære seg med strøjobber, før han etter hvert slo seg ned i Sydney. Da han var 19 gikk han på audition for National Institute of Dramatic Art (NIDA) i Sydney, og kom inn med stipend fra instituttet.