Sheeran lahir di Halifax, West Yorkshire pada tanggal 17 Februari 1991. Ketika ia masih kecil, ia pindah dengan keluarganya dari Hebden Bridge ke Framlingham di Suffolk. Ia memiliki saudara laki-laki bernama Matthew yang bekerja sebagai komposer. Orang tua Sheeran, John dan Imogen, berasal dari London. Orang tua dari pihak ayahnya adalah orang Irlandia, dan Sheeran telah menyatakan bahwa ayahnya berasal dari keluarga Katolik "sangat besar". John adalah seorang kurator seni dan dosen, dan Imogen adalah seorang publisis budaya yang berubah menjadi perancang perhiasan. Orang tuanya menjalankan Sheeran Lock, sebuah konsultan seni independen, dari tahun 1990 hingga 2010. Sheeran bernyanyi di paduan suara gereja lokal sejak usia empat tahun, belajar bermain selama waktunya di Rishworth School, dan mulai menulis lagu saat berada di Thomas Mills School di Framlingham. Ia diterima di Teater Nasional Inggris sebagai remaja.
bekerja sebagai komposer.