Sandberg sinh năm 1969 tại thủ đô Washington, D.C. trong một gia đình gốc Do Thái,[8] cô là người con cả của bà Adele (tên họ thời con gái: Einhorn) và ông Joel Sandberg, dưới cô còn có hai người em nữa.[3][9] Bố cô là bác sĩ nhãn khoa và mẹ cô là một giảng viên đại học chuyên ngành tiếng Pháp.[8]

Gia đình cô chuyển tới sống ở thành phố North Miami Beach, bang Florida, khi cô mới 2 tuổi.[8] Cô học tại trường trung học North Miami Beach, học lực "luôn luôn đứng đầu lớp". Kết thúc trung học, cô xếp hạng tốt nghiệp cao thứ chín với số điểm trung bình môn 4,646.[8][10]

Năm 1987, Sandberg nhập học đại học khai phóng của trường Harvard. Cô tốt nghiệp bằng Cử nhân chuyên ngành kinh tế năm 1991.[11]

Năm 1993, cô tiếp tục theo học trường Harvard Business (trường quản trị kinh doanh của đại học Harvard) và nhận được học bổng ngay trong năm học đầu tiên.[12] Năm 1995, cô nhận bằng Cử nhân quản trị kinh doanh (MBA) loại xuất sắc nhất.