Marie Magdalene Dietrich sinh ngày 27 tháng 12 năm 1901 ở Leberstrasse 65 trên Rote Insel thuộc Schöneberg, nay là một khu vực của Berlin, Đức. Bà là con gái út trong hai con gái của Louis Erich Otto Dietrich và Wilhelmina Elisabeth Josephine (nhũ danh Felsing), họ thành hôn tháng 12 năm 1898. Mẹ của Dietrich là con trong gia đình có công việc tốt ở Berlin họ sở hữu một xưởng làm đồng hồ và cha bà là một trung úy cảnh sát. Cha bà mất năm 1907.[4] Bạn thân của ông là Eduard von Losch đã kết hôn với Wilhelmina năm 1916, nhưng ông mất không lâu sau đó do bị thương trong chiến tranh thế giới thứ nhất.[5] Gia đình đặt biệt danh cho cô là "Lena" và "Lene" (phát âm là Lay-neh). Khoảng 11 tuổi, cô kết hợp hai cái tên đầu tiên để hình thành tên "Marlene" cho mình.

Dietrich theo học trường nữ Auguste-Viktoria từ 1907 tới 1917[6] và tốt nghiệp Victoria-Luise-Schule (Goethe-Gymnasium Berlin-Wilmersdorf ngày nay) năm sau đó.[7] Cô học violin[8] và quan tâm đến nhà hát và thơ khi còn là thiếu niên. Ước mơ của cô trở thành một nghệ sĩ violin hòa nhạc đã không còn khi cô bị thương ở cổ tay,[9] nhưng vào năm 1922, công việc đầu tiên của cô là một nghệ sĩ violin trong một ban nhạc trong một phim câm ở một cinema tại Berlin. Nhưng Dietrich bị sa thải chỉ sau 4 tuần.[10]