Melanie Adele Martinez nasceu em 28 de abril de 1995 em Baldwin, Nova Iorque. Aos três anos de idade já cantava, e começou a aprender a tocar guitarra sozinha, um ano mais tarde, pois seus pais não tinham condições de pagar aulas de música. Ela começou a escrever canções aos quatorze anos, unindo sua admiração pela poesia e pela música. Nessa época, a jovem artista foi influenciada por compositores populares, como Regina Spektor e Feist. Frequentou a Baldwin Senior High School e, durante o ensino médio, criou gosto pela fotografia, especialmente retratos e obras conceituais. No lado musical, ela também participou de concursos de talentos da escola e recitais na ilha de Long Island, próximo à cidade onde morava.
