Moreno có tên khai sinh là Rosita Dolores Alverío, sinh ngày 11 tháng 12 năm 1931 tại Humacao, Puerto Rico, mẹ là Rosa María, một thợ may và cha là Paco Alverío, một nông dân.[2] Năm 5 tuổi Moreno cùng với mẹ di chuyển tới thành phố New York, và lấy tên họ theo tên họ cha dượng là Edward Moreno.[2] Khi 11 tuổi, Moreno đã cho mượn giọng cho các phiên bản phim nói tiếng Tây Ban Nha của các phim Mỹ.

Khi 13 tuổi, Moreno đóng vai "Angelina" trong vở Skydrift ở sân khấu Broadway, gây ra sự chú ý của các người săn tìm tài năng mới của Hollywood. Năm 1952 Moreno đóng vai Zelda Zanners, một vai nhỏ trong phim Singin' in the Rain, một phụ nữ mồi chài đàn ông. Năm 1956 Moreno đóng vai Tuptim, một vai phụ trong phim ca nhạc The King and I, tuy nhiên bà không ưa phần lớn công việc của mình trong thời gian này.[3]