Yersin sinh năm 1863 tại Aubonne, Tổng Vaud, Thụy Sĩ, là con út trong gia đình có ba người con. Họ là thành viên Giáo hội Tin Lành Cải cách Tổng Vaud. Mẹ ông là hậu duệ của những người Huguenot ở Cévennes phải đào thoát khỏi nước Pháp để tránh bị bức hại tôn giáo sau khi Louis XIV ra Chỉ dụ Fontainbleau năm 1685 thu hồi Chỉ dụ Nantes do Henri IV ban hành năm 1598. Lúc ấy Tổng Vaud còn thuộc lãnh thổ Savoie, sau giành được độc lập ngày 24 tháng 1 năm 1798 và gia nhập Thụy Sĩ ngày 14 tháng 4 năm 1803.

Cha ông, Alexandre (1825-1863), là giáo viên môn khoa học tự nhiên tại những trường trung học ở Aubonne và Morges, kiêm nhiệm chức quản đốc kho thuốc súng, và say mê nghiên cứu các loại côn trùng. Bị xuất huyết não, cha ông qua đời chỉ ba tuần lễ trước khi Yersin ra đời.[1][2][3] Mẹ ông một mình nuôi ba con (Émilie, Franck, và Alexandre), dời đến sinh sống ở Morges, và tại đây bà mở trường dạy nữ công gia chánh và cung cách sống cho các thiếu nữ.[4]