Mendelsohn sinh ra ở Melbourne, Victoria, con trai của Carole Ann (nhũ danh Ferguson) và Frederick Arthur Oscar Mendelsohn.[1][2] Cha ông là một nhà nghiên cứu y khoa nổi tiếng trước đây đứng đầu Viện Howard Florey ở Melbourne, nơi ông duy trì vị trí Giáo sư Danh dự.[3] Ben và hai anh em trai của mình, Tom và David, cũng như mẹ anh (đã chết), một y tá đã đăng ký, sống ở Châu Âu và Hoa Kỳ trong một thời gian dài, và trở lại Melbourne học trung học. Cậu đã theo học tại trường tiểu học Heidelberg, các trường trung học Eltham High và Banyule. Anh theo ngành diễn kịch bởi vì anh nghĩ đó là một lớp học dễ dàng. Mendelsohn là người duy nhất của bạn bè của mình theo dõi buổi thử giọng cho Crawford Productions đang được quảng cáo.

Tháng 10 năm 2009, anh tham gia diễn xuất trong loạt phim Úc Who Do You Think You Are?, truy tìm nguồn gốc của ông nội, người thuộc gia đình Do Thái, cũng như những các tù nhân bên đằng ngoại của mẹ ông. Tìm kiếm một kết nối với nhà soạn nhạc Felix Mendelssohn, cuối cùng bị bác bỏ, ông đã phát hiện ra mối liên hệ với Phổ thế kỷ 19. Tổ tiên của ông là một trong số những người Do Thái Phổ đầu tiên được nhập quốc tịch tại Schneidemühl thuộc tỉnh Posen, nay là Piła ở Ba Lan hiện đại.[4] Ông cũng có tổ tiên Hy Lạp, Đức và Đảo Anh.[5].