Gladys Georgianna Greene sinh ra tại Plattsburgh, New York, là con gái của Johanna Augusta Nelson và Hubert Sidney Greene. Bà tới sống ở Westbrook, Maine từ năm 1908 tới 1915 khi cha bà làm nhà nhiếp ảnh tại hãng phim Lamson ở Portland, Maine. Tuổi thơ nay đây mai đó, Arthur cũng có thời gian sống tại Jacksonville, Florida; Schenectady, New York; và học trung học ở Washington Heights giáp Manhattan. Bà là em gái út của ba anh trai. Ông tổ của gia đình là người di cư từ Na Uy[3] đến lập nghiệp tại miền Tây. Gladys Greene đặt nghệ danh là Jean Arthur theo tên hai anh hùng vĩ đại nhất của mình là Joan of Arc (Jeanne d'Arc) và Vua Arthur.

Trước khi đến với điện ảnh, bà làm nhân viên tốc ký ở phố Bond, ngoại thành Manhattan trong Thế chiến I.