Jayne Mansfield có tên lúc sinh là Vera Jayne Palmer vào ngày 19 tháng 4 năm 1933 tại Bryn Mawr, Pennsylvania. Cô là con duy nhất của Herbert William Palmer (1904-1936), người gốc Đức và Anh, và Vera (tên là Jeffrey) Palmer (1903-2000), gốc Anh.[5] Cô thừa kế hơn 90.000 đô la Mỹ từ ông ngoại Thomas ($798.000 tại thời điểm ngày nay)[6] và hơn 36.000 đô la Mỹ từ bà ngoại, Beatrice Mary Palmer, năm 1958 ($319.000 tại thời điểm ngày nay).[7][8][Notes 1]

Cô đã trải qua thời thơ ấu ở Phillipsburg, New Jersey,[10], nơi cha cô là một luật sư cùng hành nghề với thống đốc bang New Jersey trong tương lai Robert B. Meyner. Năm 1936, cha cô, Herbert William Palmer chết vì đau tim trong khi lái xe với vợ và con gái. Năm 1939 Vera kết hôn với kỹ sư bán hàng Harry Lawrence Peers, và gia đình chuyển đến Dallas, Texas,[11], nơi cô được biết đến với tên Vera Jayne Peers.[12][13]

Khi còn là một đứa trẻ, cô bé mong muốn trở thành một ngôi sao Hollywood như Shirley Temple, cũng như nhiều cô bé khác trong thời của cô.[14][15][16] Cô tốt nghiệp trường Trường trung học Highland Park năm 1950.[17][18][19][20] Ở tuổi 12, cô đã học khiêu vũ trong phòng.[21] Trong khi học trung học, Palmer đã học violin, piano và viola. Cô cũng học tiếng Tây Ban Nha và tiếng Đức.[22][23] Cô thường xuyên nhận được B cao ở trường học, bao gồm cả toán học.[24]

Cô kết hôn với Paul James Mansfield vào ngày 10 tháng 5 năm 1950. Con gái của họ, Jayne Marie Mansfield, sinh ngày 8 tháng 11 năm 1950. Sau khi kết hôn, Mansfield và chồng của cô theo học tại Đại học Southern Methodist để nghiên cứu về diễn xuất.[25][26][27] Năm 1951, cô chuyển đến Austin, Texas, cùng chồng cô, và học văn chương tại Đại học Texas tại Austin, cho đến năm nhất.[18][19][20][26] Ở đó, cô làm việc như người mẫu khỏa thân cho các lớp học nghệ thuật, bán sách bằng cách gõ cửa từng nhà và làm việc như một nhân viên tiếp tân của một phòng khiêu vũ.[28][29][30] Cô cũng tham gia Curtain Club[29], một xã hội sân khấu nổi tiếng với Tom Jones, Harvey Schmidt, Rip Torn và Pat Hingle trong số các thành viên của thời đó.[29][31][32]

Năm 1952, cô chuyển về Dallas và là sinh viên trong vài tháng của nam diễn viên Baruch Lumet, cha của đạo diễn Sidney Lumet và là người sáng lập Viện Nghệ thuật biểu diễn Dallas.[33][34][35] Lumet gọi Mansfield và Rip Torn là những "đứa trẻ" của mình, và dạy những bài học riêng cho hai người.[18][36] Sau đó, cô trải qua một năm tại trại Gordon, Georgia (cơ sở huấn luyện của Quân đội Hoa Kỳ) trong khi Paul Mansfield phục vụ trong quân dự bị Lục quân Hoa Kỳ trong chiến tranh Triều Tiên.[30]

Họ chuyển đến Los Angeles vào năm 1954, nơi Mansfield học Nghệ thuật Sân khấu tại Đại học California, Los Angeles (UCLA) trong mùa hè,[18][19] và quay trở về Texas để trải qua mùa thu ở Đại học Southern Methodist.[37] Cô đã có thể duy trì mức trung bình B, giữa nhiều nghề vặt, bao gồm bán bỏng ngô tại Nhà hát Stanley Warner, dạy khiêu vũ,[38] bán bánh kẹo tại rạp chiếu phim,[25] người mẫu bán thời gian tại Blue Book Model Agency,[39] và làm việc như một nhiếp ảnh gia tại Esther Williams' Trails Restaurant.[26][33][37]