Lý Tiểu Long sinh năm 1940 tại thành phố San Francisco Mỹ, cha đặt tên cho anh là Lý Chấn Phiên, mong muốn anh một ngày nào đó có thể nổi tiếng tại thành phố San Francisco. Nhưng khi còn nhỏ Lý Tiểu Long rất ốm yếu, bố đành phải cho anh tập võ để rèn luyện sức khoẻ. Quá trình vào làng điện ảnh của anh cũng có màu sắc truyền kỳ, khi Lý Tiểu Long sinh ra tại Mỹ, một bộ phim Mỹ đang quay cần một em bé người Hoa, bố mẹ liền bế Lý Tiểu Long đi đóng phim, cuối cùng Lý Tiểu Long vừa sinh ra đã trở thành một trong những người Hoa có mặt sớm nhất trong phim của Hollywood.

Năm 1939, cha của Lý Tiểu Long là ông Lý Hải Tuyền dẫn theo vợ và 3 người con từ Hồng Kông sang khu phố người Hoa thuộc San Francisco để theo đoàn biểu diễn kịch nói tiếng Quảng Đông ở Mỹ. Năm 1940, Lý Tiểu Long sinh ra vào buổi sáng sớm và theo âm lịch Trung Quốc là năm Canh Thìn, cha mẹ ông đặt nhũ danh là "Tế Phượng", còn nghệ danh Lý Tiểu Long (Bruce Lee) bắt đầu từ phim Tế Lộ Tường. Năm 1950, ông lần đầu xuất hiện với nghệ danh Lí Long trong phim Tế Lộ Tường (細路祥).[6] Vì một phần trong tiêu đề phụ của phim Tế Lộ Tường và sau đó xuất hiện trên các tờ báo có ghi tên "Lý Long" (李龍). Còn tên tiếng Anh "Bruce" của Lý Tiểu Long được đặt theo gợi ý của Mary Glover, người y sĩ đã đỡ đẻ tại bệnh viện Đông Hoa, San Francisco.[7]

Năm 1941 khi 1 tuổi, Lý Tiểu Long cùng gia đình trở về Hồng Kông và sống ở căn hộ số 218 đường Nathan.

Lý Tiểu Long và em trai ban đầu được nhận vào trường tiểu học St. Mary's Canossian College. Năm 1949, theo yêu cầu của nhà thờ Công giáo, tất cả các nam sinh phải chuyển sang trường Đức Tin (Tak Sun School) sau đó sang trường trung học Công giáo La Salle College. Mặc dù thời niên niếu của Lý Tiểu Long sống trong gia đình khá giả nhưng khu dân cư ngày một đông người, dẫn tạo ra cuộc xung đột băng đảng giành địa bàn, trở nên đông đúc, nguy hiểm hơn. Lý Tiểu Long bị đuổi học năm lớp 4 do đánh nhau và vắng mặt nhiều lần nên chuyển sang trường St. Francis Xavier's College. Lúc nhỏ Lý Tiểu Long có vóc người gầy yếu, cha ông muốn con trai có thân hình khỏe mạnh nên đã dạy Thái cực quyền cho ông từ năm lên 7.

Tới năm 1946 Lý Tiểu Long đóng vai đầu tiên trong phim The Beginning of a Boy và sau đó, ông tham gia trong các phim The Birth of Mankind, My Son và Ah Cheun v.v. (khoảng 20 phim). Từ các vai nhí này, tài năng diễn xuất của ông dần bộc lộ.

Vào một ngày khi được 13 tuổi ông tự hỏi mình: "Mình sẽ làm gì nếu mình chiến đấu mà không có bạn bè, không có chiến hữu". Ông quyết tâm học võ và ông theo học Vịnh Xuân quyền cùng danh sư Diệp Vấn. Diệp Vấn về sau là trưởng môn hệ phái Vịnh Xuân quyền Hồng Kông.

Năm 1954 (14 tuổi) Lý Tiểu Long theo học vũ đạo. Với vũ điệu cha-cha-cha, ông giành giải quán quân trong cuộc thi nhảy cha - cha toàn lục địa vào năm 1958 (18 tuổi). Cũng trong những năm này Lý Tiểu Long có một vai diễn trong The Orphan. Đây là vai trẻ em cuối cùng cũng là phim duy nhất không có cảnh đánh đấm. Cùng năm đó ông tham gia giải quyền Anh và đánh bại người vô địch 3 năm liền là David Kefield.