Hình 2: Các chị em nhà McClintock: (từ trái sang phải) Mignon, Malcolm Rider "Tom", Barbara và Marjorie.Hình 3: Một cảnh sinh hoạt gia đình McClintock. (Từ trái sang phải:) Mignon, Tom, Barbara, Marjorie và Sara (ngồi piano).

Barbara McClintock có tên khai sinh là Eleanor McClintock sinh ngày 16 tháng 6 năm 1902 tại Hartford, Connecticut,[5][6] con thứ ba trong một gia đình bốn người con của thầy thuốc chữa bằng vi lượng đồng căn Thomas Henry McClintock và Sara Handy McClintock.[7] Thomas McClintock là con của những người Anh nhập cư; Sara Ryder Handy là hậu duệ của gia đình người Mỹ Mayflower.[6][8] Marjorie, chị cả, sinh tháng 10 năm 1898; Mignon, chị thứ hai, sinh tháng 11 năm 1900. Em trai út trong gia đình, Malcolm Rider (thường gọi Tom), sinh ra 18 tháng sau Barbara. Lúc nhỏ, bố mẹ bà nhận thấy tên gọi Eleanor, một tên gọi "nữ tính" và "thanh tú", không phù hợp với tính cách của bà, và họ đã chọn đổi sang tên Barbara.[6][8] McClintock là một đứa trẻ thích độc lập bắt đầu từ khi còn rất trẻ, một đặc điểm mà sau này bà xác định là "có khả năng ở một mình" của bà. Từ ba tuổi cho đến khi bà bắt đầu đi học, McClintock sống với người dì và chú ở Brooklyn, New York để giảm gánh nặng tài chính cho bố mẹ trong khi bố cô thành lập phòng khám y khoa của mình. Cô được mô tả như một đứa trẻ đơn độc và độc lập. Cô gần gũi với cha mình, nhưng hay bất hòa với mẹ cô, mà căng thẳng đã bắt đầu khi cô còn trẻ.[6][8]

Gia đình McClintock chuyển đến Brooklyn năm 1908 và McClintock hoàn tất chương trình trung học tại trường Trung học Erasmus Hall;[8][9] cô tốt nhiệp năm 1919.[5] Bà đã khám phá ra niềm say mê với khoa học và tái khẳng định tính cách cô đơn của mình trong thời gian học trung học.[6] Bà muốn tiếp tục theo học nghiên cứu tại Trường Nông nghiệp thuộc Đại học Cornell. Nhưng mẹ cô lại phản đối McClintock tiếp tục học cao hơn, vì sợ rằng sau này bà sẽ sống độc thân.[8] McClintock đã bị cản trở và gần như buộc phải thôi học, nhưng bố bà đã can thiệp đúng vào lúc thời điểm đăng ký học bắt đầu, và bà được tuyển vào Cornell năm 1919.[10][11]