Thẩm Thúy Hằng tên thật là Nguyễn Kim Phụng, có tên Thánh là Jeane.[1] Cụ thân sinh chuyển ra Bắc làm việc nên cô sinh ra tại Hải Phòng, nhưng sau đó cùng gia đình trở về miền Nam (1941) và lớn lên ở An Giang. Thân phụ cô là một viên chức trong chính quyền Quốc gia Việt Nam, mất sớm khi cô mới 13 tuổi.

Thuở nhỏ, cô theo học trường Huỳnh Văn Nhứt - Long Xuyên. Hết bậc Tiểu học, Kim Phụng lên Sài Gòn ở với người chị theo học Trung học tại trường Huỳnh Thị Ngà, Tân Định. Năm Kim Phụng lên 16 tuổi học lớp Đệ tứ (lớp 9 bây giờ) đã nức tiếng là một hoa khôi trong giới học sinh. Học hết năm Đệ tứ (tức là lớp 9 trong hệ thống giáo dục bây giờ),[1] khi hết 16 tuổi, cô lén gia đình tham gia cuộc thi tuyển diễn viên điện ảnh của hãng phim Mỹ Vân và đạt giải nhất của cuộc thi sau khi vượt qua 2000 thí sinh khác. Ông chủ hàng phim Mỹ Vân đã đặt cho cô nghệ danh Thẩm Thúy Hằng.