Ahn Yeon-seok sinh vào ngày 11 tháng 4 năm 1984 tại Jinju, Hàn Quốc. Khi anh sáu tuổi, gia đình anh chuyển đến tỉnh Gyeongsang Nam sống vì cha anh, một giáo sư kỹ thuật đã được bổ nhiệm và phân công tác tại trường Đại học quốc gia Gyeongsang. Trong thời gian học tiểu học, anh từng là chủ tịch hội học sinh của toàn trường. Trong những năm học trung học, Yoo Yeon-seok đã ấp ủ ước mơ theo đuổi nghề diễn xuất. Vì vậy, sau khi tốt nghiệp trung học phổ thông, anh đã đi theo anh trai lên sống gần Samseong-dong để theo học Đại học Sejong.

Trong khoảng thời gian tham gia các lớp học diễn xuất, những sinh viên ở đây (trong đó có cả anh) đã gặp một người, người mà sau này đảm nhiệm phụ trách trang phục phim cho đạo diễn Park Chan-wook. Năm 2003, anh tham gia bộ phim đầu tiên "Oldboy" với một vai nhỏ để thử sức.

Sau khi tốt nghiệp Đại học Sejong với bằng nghệ thuật điện ảnh, anh đã tiếp tục sự nghiệp diễn xuất của mình vào năm 2008 và bắt đầu sử dụng nghệ danh mới dưới sự giới thiệu của công ty là Yoo Yeon-seok.