Michael Fassbender sinh tại Heidelberg, Tây Đức (nay là Đức). Mẹ anh, Adele, là người Bắc Ireland, quê gốc ở Larne, hạt Antrim, và cha anh, Josef Fassbender, là người Đức. Theo truyện kể trong gia tộc, mẹ anh là chắt của Michael Collins, một lãnh tụ cách mạng Ireland trong chiến tranh giành độc lập. Khi Michael lên hai tuổi, cha mẹ anh chuyển tới Killarney, hạt Kerry, Ireland, tại đây họ mở một nhà hàng mang tên West End House, do cha anh làm bếp trưởng. Anh được giáo dục theo Công giáo và từng làm lễ sinh.

Khi còn nhỏ, Fassbender thường được cha mẹ cho nghỉ hè ở Đức nên hiện nay anh có thể nói khá thông thạo tiếng Đức. Anh học tại trường Fossa National và sau đó là trung học St. Brendan's, Killarney. Năm 17 tuổi, anh nhận thấy mình muốn theo nghiệp diễn viên sau khi được Donie Courtney mời tham gia đoàn kịch Bricriu. Năm 19 tuổi anh chuyển tới London để theo học chuyên ngành diễn xuất và kịch nghệ tại trường Drama Centre London. Tuy nhiên anh đã bỏ học sau ba năm để tham gia chuyến lưu diễn vở kịch Ba chị em của đoàn kịch Oxford Stage.