Huntington-Whiteley được sinh ra ở bệnh viện Freedom Fields tại Plymouth, Devon, Anh, mẹ cô là Fiona một giáo viên dạy thể dục còn bố là Charles Huntington-Whiteley. Cô có hai người em là Toby và Florence, cụ ông của cô là chính trị gia Sir Herbert Huntington-Whiteley, một nam tước, còn cụ bà của cô là một người Do Thái Ba Lan di cư đến Anh vào những năm 1870[5]. Tuy được sinh ra ở Plymouth nhưng Huntington-Whiteley lại lớn lên ở Tavistock, Devon. Trong những năm học phổ thông của mình, cô luôn bị bạn bè trêu chọc về đôi môi của mình, cô thường bị bạn bè gọi là "môi cá trích"[6], nhưng sau này chính đôi môi ấy lại làm cho Rosie nổi tiếng. Khi được mời đến Mỹ để chụp hình, Rosie đã rất bất ngờ, cô không nghĩ mình có thế làm được nghề người mẫu.