Cha mẹ ông là vua Leonidas II và bà Cratesicleia. Ông được sinh ra ở Sparta và là một thành viên của triều đại Agiad. Năm sinh chính xác của Cleomenes không rõ, nhưng sử gia Peter Green đặt nó giữa năm 265 TCN và 260 TCN.[1]

Trong khoảng năm 242 trước Công nguyên, Leonidas II đã bị truc xuất khỏi Sparta và buộc phải tìm nơi trú ẩn trong ngôi đền của thần Athena sau khi phản đối những cải cách của vua nhà Eurypond là Agis IV. Em rể của Cleomenes, Cleombrotos, một người ủng hộ của Agis IV, đã trở thành vua. Trong khi đó, Agis IV khi bắt đầu cải cách của ông đã lên đường chinh chiến gần eo đất Corinth, nhờ đó Leonidas II có một cơ hội để giành lại ngai vàng của mình. Ông nhanh chóng lật đổ Cleombrotos và khi Agis IV trở lại xứ Sparta, ông ta bị bắt và xử tử.[2][3]

Sau khi hành quyết Agis IV, Cleomenes - người đã khoảng mười tám tại thời điểm - cha ông buộc ông kết hôn với vợ cũ của Agis, Agiatis, người mà thừa kế một khối tài sản lớn. Theo truyền thuyết, Cleomenes đang đi săn khi cha của ông gửi cho ông một thông báo cho ông phải trở lại ngay Sparta. Khi ông trở về thành phố, ông thấy rằng nó đã được trang trí cho một đám cưới và khi ông hỏi cha mình ai là người kết hôn, cha ông trả lời rằng chính là ông, Cleomenes. Có một ghi chép rằng Cleomenes đã nghi ngờ về cuộc hôn nhân bởi vì cha của ông đã hành quyết chồng cũ của Agiatis.[4]