Sử cũ không ghi rõ Thái Bình công chúa sinh vào năm nào, nhưng có thể đoán ước chừng khoảng từ năm 665, tức năm Lân Đức thứ 2 triều Đường Cao Tông. Theo nhiều suy đoán, bà có tên thật là Lý Lệnh Nguyệt (李令月), vì trong Toàn Đường văn (全唐文) - phần "Đại hoàng thái tử thượng thực biểu", có trích đoạn: "Phục kiến thần muội Thái Bình công chúa thiếp Lý Lệnh Nguyệt gia thần"[1], nhưng có phản bác cho rằng cụm từ "Thiếp lý" và "Lệnh nguyệt gia thần" là tách rời nhau.

Thái Bình công chúa là con gái thứ hai và là con gái út của Đường Cao Tông và Võ Tắc Thiên. Riêng đối với Đường Cao Tông, bà là con gái thứ tư sau 3 vị công chúa là Kim Thành công chúa, Cao An công chúa do Tiêu Thục phi sinh và An Định công chúa do Võ hậu sinh. Ngoài chị ruột là An Định công chúa, bà có 4 anh ruột gồm Đường Nghĩa Tông Lý Hoằng, Chương Hoài Thái tử Lý Hiền, Đường Trung Tông Lý Hiển và Đường Duệ Tông Lý Đán.

Khác với mọi trường hợp, tuy là Hoàng nữ nhưng Thái Bình công chúa rất được mẹ là Võ hậu sủng ái, thiên vị hơn cả các anh trai. Lúc nhỏ bà thường lui tới nhà của ngoại tổ mẫu là Vinh Quốc phu nhân. Do vậy, cung nữ bên cạnh Thái Bình công chúa bị anh họ bà là Hạ Lan Mẫn Chi (賀蘭敏之), con trai lớn của Hàn Quốc phu nhân, chị của Võ hậu cưỡng hiếp. Ngày trước Hạ Lan Mẫn Chi từng giở trò đồi bại với Thái tử phi trong Nội đình, cộng thêm tội này khiến Võ hậu tức giận, triệt đi tư cách kế thừa nhà họ Võ, thay vì theo tội đáng bị xử tử.

Năm Hàm Hanh nguyên niên (670), Vinh Quốc phu nhân qua đời ở Phủ đệ, lúc này Thái Bình công chúa khoảng 8 tuổi. Nhân việc đó, Võ hậu cho Thái Bình công chúa trở thành Đạo cô để nhận thánh ân thay cho bà ngoại, tuy lấy danh nghĩa xuất gia, song Thái Bình công chúa vẫn ở lại trong cung. Về sau, Đường Cao Tông thương lượng một hiệp ước hòa bình với Thổ Phồn, Quốc vương Thổ Phồn đề nghị được hòa thân tức thành hôn với Thái Bình công chúa, nhưng Đường Cao Tông nghe Võ hậu khước từ vì không nỡ gả con gái út đi xa. Đường Cao Tông cho xây miếu Đạo và đặt tên là Thái Bình Quán (太平觀), chính thức cho Thái Bình công chúa vào ở, xuất gia, lấy lý do xuất gia để tránh cho Thái Bình công chúa hòa thân.