David Livingstone sinh ngày 19 tháng 3 năm 1813 tại làng Blantyre, Scotland, trong một nhà tập thể cho thuê, cư dân ở đây là công nhân làm việc tại một nhà máy dệt bên bờ sông Clyde dưới chiếc cầu dẫn vào Bothwell.[3] Livingstone là con thứ hai trong số bảy người con của Neil Livingstone (1788-1856) và vợ Agnes (nhũ danh Hunter; 1782-1865). Khi lên mười, cậu bé David và anh, John, phải làm công việc nối chỉ tại máy dệt mười hai giờ mỗi ngày.

Cha của Livingstone là một tín hữu Cơ Đốc mộ đạo, và là giáo viên Trường Chúa Nhật. Làm nghề bán hàng lưu động, Neil thường mang theo mình các "truyền đạo đơn" để phân phát cho khách hàng. Ông đọc nhiều sách viết về các lĩnh vực như thần học, lữ hành, và công cuộc truyền giáo. Tất cả những điều này tác động đến con trai của ông, David say mê đọc sách, một sở thích khác của cậu là lang thang khắp nơi để khảo sát các loại động vật, cây cỏ, cũng như các loại hình địa chất nằm sâu trong các khu mỏ đá vôi quanh vùng. Trong khi Neil, do nỗi e sợ rằng các loại sách khoa học sẽ xói mòn niềm tin Cơ Đốc, cố ép cậu con trai chỉ đọc sách thần học, thì David, đặc biệt thích tìm hiểu về thiên nhiên và khoa học, lại muốn đào sâu về mối quan hệ giữa tôn giáo và khoa học.[4] Năm 1832, khi đọc quyển Philosophy of a Future State của Thomas Dick, giáo viên khoa học, nhà thiên văn học nghiệp dư và mục sư, David tìm thấy những nguyên lý cần có giúp cậu nhận ra sự hòa hợp giữa đức tin và khoa học. Sau Kinh Thánh, đây là quyển sách có ảnh hưởng triết học lớn nhất đối với Livingstone.[5]

Những người khác có ảnh hưởng đáng kể trên cậu trai trẻ David Livingstone là Thomas Burke, nhà truyền bá phúc âm, và David Hogg, giáo viên Trường Chúa Nhật của cậu.[5] Lúc mười chín tuổi, David và cha rời bỏ Giáo hội Scotland để gia nhập một nhà thờ Tự trị Giáo đoàn. Chịu tác động bởi nhiệt tâm dành cho công cuộc truyền giáo bùng phát trong cuộc phục hưng tôn giáo tại Mỹ, và sau khi đọc quyển Appeal to the Churches of Britain and America on behalf of China của Karl Gützlaff, David thuyết phục cha rằng theo học ngành y sẽ là một chọn lựa tốt cho cậu để chuẩn bị cho cuộc đời phụng sự lý tưởng tôn giáo.[6]

Những kinh nghiệm Livingstone có được từ khi còn là một cậu bé mười tuổi đến làm công tại nhà máy dệt trong suốt sáu năm kế tiếp - lúc đầu cậu được giao công việc nối chỉ, về sau là đánh sợi – chính việc làm đơn điệu buồn tẻ này đã cho cậu tính nhẫn nại, kiên trì và một trái tim nhân hậu biết cảm thông với giới lao động.[7].