Smith lahir pada tanggal 25 September 1968 di Philadelphia, Pennsylvania, dari keluarga Caroline (Bright), seorang administrator dewan sekolah Philadelphia, dan Willard Carroll Smith Sr., seorang veteran Angkatan Udara AS dan insinyur pendingin. Ia dibesarkan di lingkungan Wynnefield, Philadelphia Barat, dan dibesarkan dalam agama Baptis. Ia memiliki kakak perempuan bernama Pamela dan dua saudara laki-laki yang lebih muda, kembar Harry dan Ellen. Smith menghadiri Our Lady of Lourdes, sebuah sekolah dasar Katolik swasta di Philadelphia. Orang tuanya berpisah ketika ia berusia 13 tahun, tetapi tidak benar-benar bercerai sampai sekitar tahun 2000. Smith menghadiri Overbrook High School. Meskipun telah dilaporkan secara luas bahwa Smith menolak beasiswa untuk menghadiri Massachusetts Institute of Technology (MIT), ia tidak pernah mendaftar ke perguruan tinggi karena ia "ingin memperkosa".
25 September 1968