1978年7月23日，孙燕姿出生于新加坡，祖籍中国广东省潮州市，父亲孙耀宏是新加坡南洋理工大学 电机系教授，母亲是一名教师。姐姐 孙燕佳 比燕姿大三岁，任职新加坡巴克莱投资银行副总裁，妹妹孙燕美小六岁，是新加坡国立大学医学硕士，燕姿作为家中的第二个女儿，次+女=姿，故取名“燕姿。

孙燕姿毕业于新加坡南洋理工大学，父亲是燕姿音乐的启蒙者，燕姿从小热爱音乐，五岁开始学钢琴，十岁第一次在舞台上唱歌，十八岁写下第一首自己作词作曲的歌《Someone》。