Cernan sinh ngày 14 tháng 3 năm 1934 tại Chicago, Illinois, là con trai của gia đình nhà Rose (nhũ danh: Cihlar) và Andrew Cernan. Cha ông mang dòng mául Slovak và mẹ ông à người gốc Cộng hòa Séc.[7][8] Cernan lớn lên ở khu ngoại ô Bellwood và Maywood. Cernan tham gia Hướng đạo.[9] Sau khi tốt nghiệp Trung học Proviso East tại Maywood, khóa năm 1952, ông theo học tại Đại học Purdue, nơi ông là thành viên của nhóm sinh viên Phi Gamma Delta. Ông nhận bằng Cử nhân Khoa học ngành Kỹ thuật điện năm 1956, với số điểm GPA là 5.1/6.0.[10]

Ông yêu thích ngựa, thể thao, săn bắn, câu cá và hàng không.[11]