Hayden được sinh ra và lớn lên tại Palisades, Rockland County, New York. Cô là con gái của Lesley R.Vogel, một cựu diễn viên kịch opera và Alan L."Skip" Panettiere, một nhân viên cứu hỏa. Họ Panettiere của cô trong tiếng Ý có nghĩa là "người làm bánh mỳ". Cô có một em trai, là diễn viên nhí Jansen Panettiere. Mặc dù theo học tại South Orangetown Middle School ở New York, Hayden vẫn được đào tạo tại nhà từ năm lớp 8 thông qua các trường trung học[2]. Hiện nay, Hayden đã trì hoãn việc học đại học để ưu tiên phát triển sự nghiệp[3].