Những tư liệu còn sót lại không cung cấp gì nhiều về 40 năm đầu tiên trong cuộc đời Cromwell. Ông sinh ở Huntingdon ngày 25 tháng 4 năm 1599,[5]. Mẹ và cha ông là Elizabeth và Robert Cromwell (khoảng 1560-1617). Oliver Cromwell có tổ tiên là Catherine Cromwell (sinh khoảng 1482), chị của nhà chính trị thời kỳ Tudor Thomas Cromwell. Catherine kết hôn với Morgan ap William, con trai của William ap Yevan của Wales và Joan Tudor, tức là Cromwell là một người anh họ xa với những đối thủ dòng vua Stuart của ông. Gia tộc Cromwell tiếp nối với Richard Cromwell (khoảng 1500-1544), Henry Cromwell (khoảng 1524 - 6 tháng 1 năm 1603), rồi đến cha của Oliver, Robert Cromwell (khoảng 1560-1617). Robert kết hôn với Elizabeth Steward hay Stewart (1564-1654) và Oliver ra đời. Như vậy, Thomas là nội tổ bá của Oliver Cromwell.[6]

Đẳng cấp xã hội của gia đình Cromwell khá thấp, thuộc tầng lớp quý tộc nhỏ, khi ông ra đời. Cha ông là con trai nhỏ trong gia đình và là một trong 10 người anh em sống sót qua thời thơ ấu. Hệ quả là Robert chỉ được thừa kế một ngôi nhà ở Huntingdon cùng một điền trang nhỏ bé. Điền trang đó mang tới thu nhập khoảng 300 bảng mỗi năm, thuộc vào loại thấp nhất trong số các quý tộc nhỏ thời bấy giờ.[7] Sau này, vào năm 1654, chính Cromwell đã nói: "Tôi sinh ra như một người quý tộc, không nổi tiếng, cũng không vô danh".[8] Lễ rửa tội của Cromwell diễn ra ngày 29 tháng 4 năm 1599 tại nhà thờ St. John,[9] và thời thơ ấu ông có đi học ở trường Huntingdon Grammar School. Ông tiếp tục theo học đại học tại Đại học Sidney Sussex, Cambridge, thời bấy giờ mới được thành lập và là trường có khuynh hướng theo Thanh giáo mạnh mẽ. Ông rời trường năm 1617 sau cái chết của người cha mà chưa nhận bằng cấp gì. Sau đó, Cromwell trở về nhà ở Huntingdon và trở thành trụ cột của gia đình gồm mẹ và bảy cô chị em gái vẫn chưa lấy chồng.[10]

Ngày 22 tháng 8 năm 1620, tại St.Giles, Cripplegate, London,[11] Cromwell kết hôn với Elizabeth Bourchier (1598–1665). Họ có chín người con:

• Robert (1621-1639), chết khi đi học xa nhà.
• Oliver (1622-1644), chết vì bệnh sốt thương hàn khi đang là một sĩ quan quân đội.
• Bridget (1624-1681), kết hôn với Henry Ireton, rồi Charles Fleetwood.
• Richard (1626-1712), người thừa kế chức Huân tước bảo hộ của Cromwell.[12]
• Henry (1628-1674), sau này trở thành Toàn quyền Ireland.
• Elizabeth (1629-1658), kết hôn với John Claypole.
• James (sinh và mất 1632), chết khi vừa sinh.
• Mary (1637-1713), kết hôn với Thomas Belasyse, Bá tước thứ nhất của Fauconberg.
• Frances (1638-1720), kết hôn với Robert Rich, rồi Sir John Russell.

Cha của Elizabeth, Sir James Bourchier, là một nhà kinh doanh đồ thuộc da ở London sở hữu những mảnh đất lớn tại Essex và có liên hệ chặt chẽ với những gia đình quý tộc nhỏ theo Thanh giáo ở đó. Cuộc hôn nhân giúp Cromwell có những liên hệ đầu tiên với Oliver St John và với nhiều thành viên chủ chốt của cộng đồng giới buôn bán kinh doanh tại London, những người nhận sự che chở về chính trị từ các bá tước của Warwick và Henry Rich, bá tước thứ nhất của Hà Lan. Việc trở thành một người trong nhóm người sùng đạo này có vai trò cốt tử với sự nghiệp chính trị cũng như binh nghiệp của Cromwell. Tuy nhiên, trong giai đoạn này, không có nhiều tài liệu cho thấy tôn giáo thực sự của Cromwell là gì. Lá thư đề năm 1626 của ông gửi Henry Donwhall, một bộ trưởng theo đạo Tin lành dòng Arminian cho thấy Cromwell chưa bị ảnh hưởng sâu sắc bởi Thanh giáo.[13] Tuy nhiên, có bằng chứng cho thấy Cromwell đã trải qua những dằn vặt nội tâm liên quan tới tôn giáo của ông từ cuối những năm 1620 đến đầu những năm 1630. Ông phải điều trị về tâm lý với một bác sĩ ở London, Theodore de Mayerne vào năm 1628. Ông cũng tham gia vào một cuộc ẩu đả giữa các quý tộc nhỏ ở Huntingdon về hương ước mới cho thị trấn và đã bị gọi ra trước hội đồng thị trấn vào năm 1630.[14]

Năm 1631, Cromwell bán hầu hết các bất động sản của ông ở Huntingdon; có thể là hậu quả của cuộc va trạm trên, và chuyển tới một trang trại ở St Ives, Cambridgeshire. Sự kiện này là một bước thụt lùi về địa vị xã hội của Cromwell và có lẽ đã ảnh hưởng mạnh tới tinh thần, quan điểm về tôn giáo và cảm xúc của ông. Một lá thư Cromwell viết cho vợ của Oliver St John năm 1638 thể hiện điều đó.

Năm 1636, Cromwell được thừa kế nhiều bất động sản ở Ely từ một người chú bên họ mẹ, cũng như công việc của người chú, một nhân viên thu thuế của nhà thờ Ely. Nhờ đó, thu nhập của ông tăng khoảng 300-400 bảng một năm.[15] Khoản thu nhập này giúp ông trở lại với tầng lớp địa chủ nhỏ vào cuối những năm 1630. Ông cũng trở thành một người theo Thanh giáo thành tâm và thiết lập những mối quan hệ gia đình với các gia đình lớn ở London và Essex.