Vũ Nguyễn Hà Anh hay tên thân mật là Ly, sinh ra trong một gia đình có truyền thống nghệ thuật, bố là họa sĩ thiết kế phim truyện Vũ Huy, mẹ là nhà báo - dịch giả Lệ Hà.[4] Ông nội của Hà Anh là nhà văn Vũ Tú Nam, bà nội là nhà báo Thanh Hương - nguyên Tổng biên tập báo Phụ nữ Việt Nam. Lúc lên 9 tuổi, cô được bà nội tặng đĩa nhạc Dangerous và từ đó cô bé có niềm yêu thích đặc biệt với âm nhạc, đặc biệt là Michael Jackson.[5] Bố mẹ Hà Anh giáo dục cô toàn diện theo lối sống phương Tây, cho đi học piano, bơi lội và ngoại ngữ từ khi còn nhỏ. Hà Anh còn có một em gái là Hà Mi, sau này cũng sang học tập tại Anh và cô là người che chở vững vàng cho em.[5]

Lúc còn đi học, Hà Anh bị bạn bè kỳ thị, xa lánh vì ngoại hình và chiều cao nổi bật.[6]Năm 14 tuổi, Hà Anh nhận được nhiều lời mời làm cầu thủ bóng rổ và người mẫu, nhưng cô vẫn quyết tâm vào đại học. Khi còn học chuyên Anh ở trường Hà Nội - Amsterdam, Hà Anh đã đặt mục tiêu kiếm học bổng đi du học nước ngoài. Cô viết đơn cho 200 trường để xin học bổng và được trường Broomsgrove của Anh nhận với 80% chi phí kì học, cũng là bước đệm để vào Đại học Reading, khoa Quản lý Doanh nghiệp. Trong quãng thời gian du học, Hà Anh kiếm được một công việc là đi làm marketing qua điện thoại, sau đó là tư vấn bán hàng cho các thương hiệu thời trang danh tiếng như Nicole Farhi, Christian Dior với mức lương 9 bảng/giờ. Tố chất người mẫu sớm được bộc lộ, cô được các bạn học gọi là Claudia Schiffer của lớp[7] và giám đốc nơi làm việc nhờ cô đứng làm người mẫu cho các bộ trang phục khó bán của cửa hàng.