Miley Ray Cyrus sinh ra tại Nashville, Tennessee.[2] Mẹ là Leticia "Tish" (nhũ danh Finley) và bố là ca sĩ nhạc đồng quê Mỹ Billy Ray Cyrus.[2] Miley có năm anh chị em. Anh trai là Trace Cyrus, thành viên của ban nhạc Metro Station, và chị gái Brandi, tay ghita cho biểu diễn của Miley và một thành viên trong ban nhạc với Megan Park, ngôi sao của series phim Cuộc sống bí mật của một thiếu niên Mỹ, đều là con của người chồng trước kia của bà Tish, được Billy Ray nhận nuôi khi đều còn rất nhỏ[3]. Miley còn có một người anh trai khác là Christopher Cody Cyrus, con của Billy Ray và người vợ trước. Miley cũng có hai người em là Braison, em trai, là một tay đánh trống và Noah, em gái, cũng là một diễn viên và ca sĩ[4]. Cyrus là cháu nội của nhà chính trị thuộc đảng Dân chủ là Ron Cyrus. Cyrus chọn tên nhân vật của mình trong phim The Last Song là Ronnie để tưởng nhớ tới ông mình[5]. Miley còn là con gái đỡ đầu của một ngôi sao nhạc đồng quê, Dolly Parton, người đóng vai bà dì trong phim Hannah Montana.

Tên khai sinh của Miley là Destiny Hope vì cha mẹ cô mong muốn con gái của họ có thể hoàn thành mọi thứ một cách hoàn hảo nhất; cô có thêm biệt danh là Smiley vì cô thường cười rất nhiều khi còn bé, sau này đọc tắt lại là Miley. Đến ngày 1 tháng 5 năm 2008 cô chính thức đổi tên mình là Miley Ray Cyrus, trong đó "Ray" là tên để tưởng nhớ ông của mình, chính trị gia Ronald Ray Cyrus. Miley Cyrus theo học tại trường cấp hai Heritage, nơi cô đã từng là một cổ vũ viên[6] nhưng hiện tại cô có một nhóm giáo viên riêng tại phim trường [7]. Cô lớn lên ở trang trại của bố mẹ mình tại vùng ngoại ô Nashville.Hồi bé, cô thường bị bạn bắt nạt, trêu chọc vì cô là con của ca sĩ nhạc đồng quê nổi tiếng Billy Ray Cyrus.[8]