Phương Mỹ Chi sinh ngày 13 tháng 1 năm 2003 trong một gia đình khá đông đúc, cả gia đình cũng có hơn 14 người (gồm cha mẹ và người chị cả của Mỹ Chi) cùng sinh sống trong một căn nhà nhỏ[4]. Hiện nay Chi đang sống tại con hẻm nhỏ trên đường Mạc Vân, Phường 12, Quận 8, Thành phố Hồ Chí Minh

Vì nhà đông người mà Chi đã có ước mơ sau này đi hát để mua nhà cho cha mẹ. Mỹ Chi có cô Út Phương Quế Như (vốn là một ca sĩ hát nhạc dân ca rất hay, nhưng vì bị căn bệnh tiểu đường làm mờ đôi mắt nên đã bỏ nghề sớm) dạy hát lần đầu tiên[4]. Cô Phương Quế Như lần đầu phát hiện khả năng ca hát của Mỹ Chi là lúc tình cờ nghe Chi hát bài Chim Trắng Mồ Côi khi mới 6 tuổi, và sau đó cô đã bắt đầu dạy Chi hát[4].

Khoảng 2010, Mỹ Chi đã cùng với người nhà của mình thu âm hai đĩa nhạc thể loại dân ca Nam Bộ với tổng cộng hơn 30 bài hát.[4] Trong số các ca khúc Mỹ Chi thu âm được thì bài Em đi trên cỏ non, Nhớ mẹ lý mồ côi, Nỗi buồn mẹ tôi được đưa lên mạng[4].

Mỹ Chi từng học tại trường Tiểu học Tuy Lý Vương, quận 8, TP Hồ Chí Minh.[4] Trong thời gian tham dự chương trình nổi tiếng đó là Giọng hát Việt nhí, Mỹ Chi đã nhận được học bổng toàn phần lớp từ lớp 5 đến lớp 9 của trường Tiểu học và Trung học Tây Úc và đã chuyển về đây học tập[5].