Bạc Hy Lai là con thứ tư của nhà lãnh đạo Đảng cộng sản Bạc Nhất Ba, một trong Bát đại nguyên lão, người từng giữ chức Bộ trưởng tài chính trong những năm đầu của nước Cộng hòa nhân dân Trung Hoa, nhưng sau đó bị thất sủng vào năm 1965 do ủng hộ việc mở rộng quan hệ giao thương với phương Tây [3]. Khi Đại cách mạng văn hóa bắt đầu 1966, Bạc Nhất Ba bị dán nhãn là "cánh hữu" và "phần tử phản cách mạng" và bị cách chức [3]. Ông ta mất 12 năm tiếp theo trong tù, nơi ông bị tra tấn thường xuyên. Vợ của ông, Hồ Minh, bị bắt bởi Hồng vệ binh ở Quảng Châu, rồi bị đánh đến chết hoặc tự sát [4].

Bạc Hy Lai mới 17 tuổi khi Đại cách mạng văn hóa bắt đầu và đang học trường trung học số 4 danh tiếng ở Bắc Kinh – một trong những trường tốt nhất ở Trung Quốc [4]. Trong những năm đầu của Đại cách mạng văn hóa, Bạc được kể lại là một thành viên tích cực của tổ chức Hồng vệ binh Liên Động [5], và có thời điểm đã tố cáo bố của mình [6].

Khi cơn gió chính trị của Đại cách mạng văn hóa đổi chiều, Bạc và các anh chị em của mình, người thì bị cầm tù, kẻ bị đưa về nông thôn, và Bạc Hy Lai bị bỏ tù 5 năm [7]. Sau cái chết của Mao Trạch Đông vào năm 1976, các thành viên của Bè lũ bốn tên bị buộc tội đã gây ra sự hỗn loạn trong thời kỳ Đại cách mạng văn hóa, và gia đình của Bạc được thả. Bạc Nhất Ba được khôi phục lại địa vị chính trị và trở thành Phó thủ tướng vào năm 1979 [3].

Sau khi được thả, Bạc Hy Lai làm việc ở nhà máy sửa chữa dụng cụ thuộc Cục công nghiệp nhẹ số hai Bắc Kinh [8]. Ông thi đỗ vào Đại học Bắc Kinh năm 1977. Không giống như nhiều đồng nghiệp lãnh đạo Trung Quốc từng học ngành kỹ sư, Bạc có chuyên ngành về lịch sử thế giới [9]. Trong năm học thứ hai, Bạc đăng ký chương trình thạc sĩ ngành báo chí quốc tế tại Học viên khoa học xã hội Trung Quốc và tốt nghiệp với bằng thạc sĩ nào năm 1982 [1]. Ông gia nhập Đảng cộng sản vào tháng 10 năm 1980 [1].