Lý Tiểu Lộ sinh ra tại An Huy nhưng lớn lên tại Bắc Kinh. Tuổi thơ của cô xoay quanh khoảng sân của Hãng phim Tháng 8 do ông ngoại cô là giám đốc của hãng phim này. Bà ngoại cô là người Nga còn ông ngoại là người Trung Quốc. Cha mẹ của Lý Tiểu Lộ đều là diễn viên.[2]

Mẹ của Lý Tiểu Lộ là bà Trương Vỹ Hân mang hai dòng máu Trung-Nga, nữ diễn viên nổi tiếng trong thập niên 80 với các phim Cần cẩu bay (1982), Hương Âm (1983)... Bà được sinh ra tại Cáp Nhĩ Tân, Trung Quốc. Năm 1971, bà gia nhập đoàn ca múa của Quân đoàn Đường sắt Quân đội Giải phóng Nhân dân. Năm 1985, bà vào vai Ngũ Nương trong bộ phim A Good Woman và nhận giải Nữ diễn viên ấn tượng nhất tại Liên hoan Phim Quốc tế Karlovy Vary lần thứ 25 năm 1986.[3]