Barbara McClintock var det tredje av fire barn til legen Thomas Henry McClintock og Sara Handy McClintock. Allerede i tidlig alder var hun selvstendig, en egenskap som McClintock selv senere beskrev som hennes evne til å værr ensom. Fra om lag tre års alder til hun begynte på skolen bodde McClintock sammen med sin tante og onkel i Brooklyn i New York for å minske foreldrenes finansielle byrde mens faren etablerte sin praksis. Hun ble beskrevet som et avskilt og selvstendig barn og som guttete. Hun sto faren nær, men hadde et komplisert forhold til sin mor.