‘ஜெயலலிதா’ என்று எல்லோராலும் அழைக்கப்படும் அவரின் இயற்பெயர் கோமலவள்ளி. இவர் ஜெயராம் மற்றும் வேதவள்ளி தம்பதியருக்கு மகளாக மைசூர் என்ற இடத்தில் பிறந்தார். அவரது குடும்பம் அரச மைசூர் வம்சாவழியை சார்ந்தது. மைசூர் நீதிமன்றத்தில் அரச மருத்துவராக பணியாற்றிய அவருடைய தாத்தா, மைசூர் மன்னர் ஜெயசாமராஜெந்திரா உடையார் அவர்களின் சமூக இணைப்பைப் பிரதிபலிப்பதன் காரணமாக தனது குடும்ப உறுப்பினர்களின் பெயர்களில் முன்னொட்டாக ‘ஜெயா’ என்ற சொல்லை வழக்கமாக சேர்த்தார். ஜெயலலிதா தனது இரண்டு வயதிலேயே தன் தந்தையை இழந்தார். அதன் பிறகு, அவரின் அம்மா மற்றும் தாய்வழி தாத்தா-பாட்டி வாழ்ந்த பெங்களூருக்குச் சென்றார். பெங்களூரில் தங்கியிருந்த அந்த குறுகிய காலத்தில், அவர் சில ஆண்டுகள் ‘பிஷப் காட்டன் பெண்கள் உயர்நிலை பள்ளியில்’ கல்வி பயின்றார். வெள்ளித் திரையில் அவரது தாயாருக்கு நடிக்க வாய்ப்புக் கிடைத்ததால், அவர் சென்னை சென்றார்.