Martinez được sinh ra tại Astoria, Queens,[10] với cha mẹ Mery và Jose Martinez,[11] là người gốc Dominica và Puerto Rico.[12][13] Gia đình cô chuyển đến Baldwin, New York, trên Long Island, khi Martinez lên bốn. Cô đã nghe Brandy, Britney Spears, Shakira, The Beatles, Tupac Shakur, Biggie Smalls và Christina Aguilera lớn lên,[14][15][16] và muốn trở thành ca sĩ từ nhỏ.[17]

Martinez học trường tiểu học Plaza, tín nhiệm cô giáo Nadien dạy cô cách hát,[10] và ở trường mẫu giáo, Martinez bắt đầu viết thơ.[18] Martinez nói rằng cô có vài người bạn đồng hương đã trưởng thành hơn cô, vì cô "rất dễ xúc động" và cảm thấy khó giải thích cảm xúc của mình, khóc khi cảm thấy bị choáng ngợp.[19] Cô còn tập học nhiếp ảnh và vẽ tranh.[20] Do tính mít ướt của mình khi còn nhỏ, cô nói rằng những người khác hay trêu cô là "em bé khóc nhè", điều này đã tạo ra nhân vật chính trong album đầu tay của cô, Cry Baby.[21][22][23]

Martinez lớn lên trong một "gia đình Latin truyền thống" nơi cô cảm thấy xấu hổ khi nói về tính dục của mình và cảm thấy như thể cô sẽ không được chấp nhận nếu cô là người lưỡng tính. Cô nói rằng gia đình cô hiện đã hoàn toàn chấp nhận xu hướng tính dục của cô.[24]

Năm mười bốn tuổi, Martinez đã tự học cách chơi ghi-ta bằng cách nghiên cứu sơ đồ hợp âm các bài hát mà cô yêu thích, cô tìm thấy trên mạng và viết bài hát đầu tiên của mình bằng cách thêm thơ vào một trong các sơ đồ hợp âm,[19][25] nhưng nói rằng chơi guitar "đã xưa rồi".[20][22][23][26] Martinez tốt nghiệp trường trung học Baldwin.[27][28]