Kesha được sinh ra tại Los Angeles, California vào ngày 1 tháng 3 năm 1987. Mẹ của cô, Pebe Sebert, là một ca sĩ-nhạc sĩ người đồng sáng tác ca khúc "Old Flames Can't Hold a Candle to You" cùng với Hugh Moffatt cho Joe Sun. Pebe, một người mẹ độc thân, phải bương trải rất nhiều để lo cho bản thân cô, Kesha, và anh trai của cô Lagan; họ sống dựa vào tiền trợ cấp và phiếu thực phẩm.[1] Khi Kesha còn nhỏ, Pebe thường đem cô lên sân khấu cùng biểu diễn.[2] Kesha tiết lộ cô không hề biết gì về cha cô.[1] Mặc dù có một người đàn ông tự cho mình là cha cô đã liên lạc với tạp chí Star vào năm 2011 cùng với hình ảnh và thư từ, cho rằng đó là bằng chứng rằng họ đã từng có quan hệ cha-con trước khi cô lên 19 tuổi.[3] Hai ông bà ngoại của cô đều là dân nhập cư từ Szentes, Hungary trong khi bà ngoại của cô là người gốc Ba Lan.[4] Pebe cùng gia đình chuyển đến sống ở Nashville, Tennessee, vào năm 1991 sau khi nhận được một hợp đồng viết nhạc mới. Em trai của Kesha, Louis, được sinh ra sau đó. Pebe thường xuyên dẫn Kesha cùng với anh và em trai cô đến các phòng thu và khuyến khích Kesha hát khi cô phát hiện ra chất giọng của Kesha.[1] Kesha cho rằng cô không thể hòa nhập với trường học ở Brentwood ngoại ô Nashville, mà cô gọi là vùng Đai Thánh Kinh, giải thích rằng cách mặc váy của cô cùng với chiếc quần nhung tím tự may và mái tóc tím không làm các học sinh khác thích thú.[5] Cô chơi kèn trumpet và saxophone cho ban nhạc của trường, và tự mô tả bản thân mình trong một cuộc phỏng vấn với NPR là một học sinh siêng năng và cần cù.[6][7]

Kesha từng đi học tại trường trung học Franklin và Brentwood ở Nashville.[8] Ngoài ra còn tham dự các lớp học viết nhạc,[9] Kesha cũng được chính mẹ mình dạy, và họ thường viết nhạc chung sau khi cô đi học về.[1][7] Sau đó, Kesha bắt đầu thu âm những bản thu âm thử mà Pebe sẽ giới thiệu nó cho những người cô quen biết.[9] Kesha cũng đã từng là thành viên trong ban nhạc của anh mình, Lagan.[10][11] Kesha và Pebe cùng sáng tác ca khúc Stephen khi cô 16 tuổi, Kesha gửi nó đến David Gamson, một nhà sản xuất mà cô yêu thích, đến từ Scritti Politti và anh đồng ý sản xuất bài hát.[11] Cô bỏ học vào năm 17 tuổi, sau khi được Dr. Luke và Max Martin thuyết phục phải qua Los Angeles để theo đuổi sự nghiệp âm nhạc của mình, và lấy bằng tốt nghiệp phổ thông sau.[12] Cũng trong khoảng thời gian đó, Pebe trả lời một cuộc điện thoại từ chương trình thực tế, The Simple Life, tìm kiếm một gia đình "lạ" để Paris Hilton và Nicole Richie ghé thăm.[13] Và tập đó lên sóng vào năm 2005.[14] Luke và Martin nhận được một bản thu âm của Kesha từ Samantha Cox, một giám đốc của công ty sản xuất nhạc Broadcast Music Incorporated, và họ rất ấn tượng. Hai trong số những bản thu âm đó được mô tả trong tạp chí Billboard, đầu tiên là "một bản ballad đồng quê tự viết được hát rất hay" và thứ hai là "một bản trip-hop kinh khủng" mà Kesha rap tự do trong vòng một phút cho đến khi cô hết lời và không biết rap gì nữa ở đoạn cuối. Dr. Luke tiết lộ trong một cuộc phỏng vấn rằng chính bài hát thứ hai bắt được sự chú ý của anh, nói rằng "khi bạn đang nghe 100 đĩa CD, thì những bài hát dũng cảm như thế lại nổi trội"[15]