Lovelace is in 1815 as die enigste wettige kind uit die huwelik van die digter Lord Byron en sy vrou Anna Isabella Byron gebore - sy ander kinders was almal buite-egtelik. Een maand ná die geboorte het Byron van sy eggenote vervreem geraak en Engeland vier maande later vir goed verlaat. Hy het later tydens die Griekse Onafhanklikheidsoorlog aan 'n siekte beswyk toe Ada slegs agt jaar oud was. Anna Isabella Byron was verbitter oor haar man en was daarvan oortuig dat hy 'n ernstige persoonlikheidsafwyking ontwikkel het. In 'n poging om haar dogter dieselfde lot te spaar, het sy Ada se belangstelling in wiskunde en logika bevorder. Nogtans het Anna steeds in hom belang gestel en is later, volgens haar wens, langs hom begrawe.
Ada het na haarself as 'n "poëtiese wetenskaplike" en "'n ontleder (& metafisikus)" verwys. As jong volwassene het sy vanweë haar wiskundige aanleg 'n professionele verhouding en persoonlike vriendskap met die wiskundige Charles Babbage ontwikkel. Dit was veral Babbage se werk oor die analitiese enjin wat groot belangstelling by Ada gewek het. Tussen 1842 en 1843 het sy 'n artikel oor dié enjin, wat deur die Italiaanse militêre ingenieur Luigi Menabrea gepubliseer is, vertaal en haar eie breedvoerige notas bygevoeg. Hierdie "Notas" behels 'n teks wat as die eerste rekenaarprogram beskou word - 'n algoritme wat geënkodeer is om deur 'n masjien verwerk te word.