Onika Tanya Maraj sinh ngày 8 tháng 12 năm 1982 tại quận Saint James, thuộc thủ đô Port of Spain, Trinidad và Tobago.[2] Cha của Minaj, ông Robert Maraj (sinh năm 1956),[13] là một giám đốc tài chính và ca sĩ nhạc phúc âm bán thời gian gốc Phi-Ấn-Trinidad.[14][15] Mẹ cô, bà Carol Maraj (sinh năm 1959),[13] cũng là một ca sĩ nhạc phúc âm gốc Phi.[14][16] Bà từng làm việc tại một cơ quan kế toán tài chính khi Minaj còn nhỏ.[17][18] Cha của Minaj là một người mắc chứng nghiện rượu và các loại thuốc phiện khác, luôn luôn có tính khí bực dọc. Ông từng có ý định giết vợ mình và đã thiêu rụi căn nhà của chính gia đình ông vào tháng 12 năm 1987.[19][20] Cô có một người anh trai, một người em trai và một người em gái.[13]

Thuở nhỏ, Minaj sống cùng với bà ở quê nhà quận Saint James.[14][20] Khi cô lên 5 tuổi, cả gia đình chuyển tới sinh sống tại ngôi nhà số 147 phố West ở quận Queens, Thành phố New York để thuận tiện cho mẹ cô khi bà theo học tại trường cao đẳng Monroe College, nằm tại quận The Bronx.[20] Minaj kể lại rằng, "Tôi không có gì nhiều để nói về gia đình mình. Mẹ động viên tôi rất nhiều nhưng bà không nghiêm khắc với tôi, dù tôi luôn muốn có một gia đình nghiêm khắc".[21] Sau đó, Minaj được nhận vào trường trung học năng khiếu nghệ thuật LaGuardia High School ở quận Manhattan, New York, chủ yếu đào tạo học viên về nghệ thuật thị giác và nghệ thuật biểu diễn.[2] Sau khi tốt nghiệp, Minaj nuôi ước mở được trở thành một diễn viên và đã từng tham gia vào vở diễn In Case You Forget (Nếu như anh đã quên) của sân khấu Off-Broadway vào năm 2001.[22][23]

Năm 19 tuổi, trong khi đang phải vật lộn với sự nghiệp diễn xuất, cô làm phục vụ bàn cho nhà hàng Red Lobster ở địa phương nhưng rồi lại bị đuổi việc vì thiếu tôn trọng khách hàng.[24] Cô nói mình đã bị đuổi việc ít nhất 15 lần vì lý do nêu trên.[25]