Agron va néixer a Savannah, Geòrgia, i va créixer a San Antonio, Texas, i San Francisco, Califòrnia, filla de Mary (née Barnes) i Ronald S. Agron, gerent general d'Hotels Hyatt. A causa de la carrera del seu pare, Agron va dir que ella i la seva família van començar a viure en diferents hotels des de la seva edat mitjana. Té un germà petit, Jason. El seu pare va néixer en una família jueva, mentre que la seva mare es va convertir al judaisme. Agron va assistir a l'escola hebrea i va tenir un Bat Mitzvah. Els seus avantpassats paterns eren jueus immigrants d'Europa de l'Est, el cognom original "Agronsky" va ser, segons ella, alterat pels funcionaris d'immigració a Ellis Island, però sembla que va canviar el nom de la família després d'arribar als EUA.
Escola hebrea