Billie Joe Armstrong được sinh ra ở Oakland, California[2] và sau đó lớn lên ở Rodeo. Anh là người bé nhất trong số sáu người con của Andrew "Andy" Armstrong và Ollie Jackson[3]. Cha anh là nghệ sĩ chơi nhạc Jazz và tài xế xe tải công ty Safeway để kiếm tiền trang trải gia đình. Ông qua đời vì bệnh ung thư thực quản vào 10 tháng 9 năm 1982. Bài hát "Wake Me Up When September Ends" của Billie chính là một sự tưởng nhớ, biết ơn cha mình. Anh có năm anh chị em lớn tuổi: David, Alan, Marci, Hollie và Anna. Mẹ của anh làm việc tại nhà hàng Hicktory Pit Rod ở El Cerrito, nơi Billie và Drint biểu diễn lần đầu tiên của họ vào năm 1987.