Nolan var fæddur í Westminster í London og ólst upp í Highgate. Enskur faðir hans, Brendan James Nolan, var auglýsingafulltrúi og bandarísk móðir hans, Christina (fædd Jensen), starfaði sem flugfreyja og enskukennari. Hann átti bæði breskan og bandarískan ríkisborgararétt. Hann á eldri bróður, Matthew Francis Nolan, dæmdan glæpamann, og yngri bróður, Jonathan. Hann byrjaði að gera kvikmyndir þegar hann var sjö ára gamall, lánaði Super 8 myndavél föður síns og kvikmyndaði stuttmyndir með aðgerðarmyndum sínum.
sjö