Sheeran va néixer a Halifax, West Yorkshire, el 17 de febrer de 1991. Quan era un nen, es va traslladar amb la seva família de Hebden Bridge a Framlingham a Suffolk. Té un germà gran anomenat Matthew que treballa com a compositor. Els pares de Sheeran, John i Imogen, són de Londres. Els seus avis paterns són irlandesos, i Sheeran ha afirmat que el seu pare és d'una família catòlica "molt gran". John és un conservador d'art i conferenciant, i Imogen és un publicista cultural que es va convertir en dissenyador de joies. Els seus pares van dirigir Sheeran Lock, una consultoria d'art independent, des de 1990 fins a 2010. Sheeran va cantar en un cor d'una església local des dels quatre anys, va aprendre a tocar durant el seu temps a Rishworth School, i va començar a escriure cançons mentre era a l'escola Thomas Mills a Framlingham. Va ser acceptat al Teatre Nacional Britànic de Londres com a adolescent.
treballa com a compositor.