สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ทรงมีพระนามเดิมว่า “สังวาลย์” เสด็จพระราชสมภพที่เมืองนนทบุรี ในรัชสมัยรัชกาลที่ 5 แห่งกรุงรัตนโกสินทร์ เมื่อวันที่ 21 ตุลาคม พ.ศ. 2443 ทรงเป็นบุตรคนที่สามในพระชนกชื่อ “ชู” และพระชนนีชื่อ “คำ” ทรงมีพระภคินีและพระเชษฐาร่วมพระอุทรสองคน ซึ่งถึงแก่กรรมตั้งแต่ยังเยาว์วัย และมีพระอนุชาคนเดียว คือคุณถมยา ซึ่งมีอายุน้อยกว่าพระองค์สองปี

   สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ทรงเรียนหนังสือเมื่อเริ่มแรกกับพระชนนีคำ และต่อมาทรงเข้าเรียนในโรงเรียนสำหรับเด็กหญิงที่ตั้งขึ้นที่วัดอนงคารามที่อยู่ใกล้บ้าน  และต่อมาได้เสด็จไปเรียนหนังสือที่โรงเรียนสตรีวิทยาจนถึงปี พ.ศ. 2456 ทรงจบชั้นประถมปีที่ 3  เมื่อพระชนมายุได้ 13 พรรษา และได้ทรงเข้าศึกษาในโรงเรียนแพทย์ผดุงครรภ์และหญิงพยาบาลแห่งศิริราช ซึ่งเป็นโรงเรียนพยาบาลแห่งเดียวในประเทศไทยในขณะนั้น  ทรงศึกษาสำเร็จภายในสามปี และทรงทำงานต่อที่โรงพยาบาลศิริราช ตามข้อผูกพันของการเป็นนักเรียนหลวง

   ในปี พ.ศ. 2460 สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี ทรงได้รับทุนให้ไปเรียนวิชาพยาบาลเพิ่มเติมที่สหรัฐอเมริกา พร้อมกับนางสาวอุบล ปาลกะวงศ์ ณ อยุธยา  ขณะนั้นสมเด็จพระบรมราชชนก (เมื่อครั้งดำรงพระอิสริยยศเป็นสมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมขุนสงขลานครินทร์) กำลังทรงศึกษาวิชาแพทย์ ปีที่ 1 ที่โรงเรียนแพทย์มหาลัยฮาร์วาร์ด ทรงห่วงใยและมักเสด็จมาเยี่ยมนักเรียนหญิงทั้งสองคนในวันอาทิตย์ และเมื่อเวลาผ่านไป สมเด็จพระบรมราชชนกทรงพอพระทัยในสมเด็จพระบรมราชชนนีมากขึ้นทั้งในพระสิริโฉมและพระอุปนิสัย ความรู้ความสามารถ ความเฉลียวฉลาด รวมทั้งพระคุณสมบัติอื่น ๆ จนในที่สุดได้ทรงมีลายพระราชหัตถ์ กราบบังคมทูลสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า พระราชมารดา ขอพระราชทานพระราชานุญาตหมั้น “นางสาวสังวาลย์ ตะละภัฏ” เมื่อทรงได้รับอนุญาต จึงทรงหมั้น “นางสาวสังวาลย์” อย่างเงียบ ๆ ในปีพ.ศ. 2462 ต่อมาเมื่อวันศุกร์ที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2463 ทรงจัดพิธีอภิเษกสมรสที่วังสระปทุม ซึ่งเป็นที่ประทับของสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ทรงมีพระราชโอรส พระราชธิดา 3 พระองค์ คือ สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ พระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอนันทมหิดล และพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช