Neil Percival Young lahir pada tanggal 12 November 1945 di Toronto, Kanada. Ayahnya, Scott Alexander Young (1918-2005), adalah seorang jurnalis dan penulis olahraga yang juga menulis fiksi. Ibunya, Edna Blow Ragland "Rassy" Young (1918-1990), adalah anggota Daughters of the American Revolution. Meskipun berasal dari Kanada, ibunya memiliki keturunan Amerika dan Prancis. Orang tua Young menikah pada tahun 1940 di Winnipeg, Manitoba, dan pindah ke Toronto segera setelahnya di mana putra pertama mereka, Robert "Bob" Young, lahir pada tahun 1942.

Setelah kelahiran Young pada tahun 1945, keluarga pindah ke Omemee, Ontario yang terpencil, yang kemudian digambarkan Young dengan penuh kenangan sebagai "tempat yang tenang". Young terkena polio pada musim panas tahun 1951 selama wabah besar terakhir penyakit tersebut di Ontario, dan akibatnya, ia mengalami kelumpuhan sebagian pada sisi kirinya. Setelah masa perawatannya selesai, keluarga Young menghabiskan musim dingin di Florida, di mana cuaca yang lebih hangat diyakini akan membantu pemulihannya. Selama periode itu, Young sebentar menghadiri Faulkner Elementary School di New Smyrna Beach, Florida. Pada tahun 1952, setelah kembali ke Kanada, Young pindah dari Omemee ke Pickering (1956), dan tinggal selama setahun di Winnipeg (tempat ia kemudian kembali), sebelum pindah ke Toronto (1957-1960). Saat berada di Toronto, Young sebentar menghadiri Lawrence Park Collegiate Institute sebagai siswa tahun pertama pada tahun 1959. Kabarnya, ia diusir karena mengendarai sepeda motor di koridor sekolah. Young menjadi tertarik pada musik populer yang ia dengar di radio. Ketika Young berusia dua belas tahun, ayahnya, yang telah memiliki beberapa hubungan di luar pernikahan, meninggalkan ibunya. Ibunya mengajukan perceraian, yang disetujui pada tahun 1960. Ibu Young pindah kembali ke Winnipeg dan Young tinggal bersamanya di sana, sementara saudaranya Bob tinggal bersama ayah mereka di Toronto. Selama pertengahan tahun 1950-an, Young mendengarkan rock 'n roll, rockabilly, doo-wop, R&B, country, dan pop barat.