Yulia Tymoshenko (tên khai sinh là Grigyan[2][3][4]) sinh ngày 27 tháng 11 năm 1960, tại Dnipropetrovsk, Ukraina (khi đó là một phần của Liên bang Xô viết). Mẹ của bà là Ludmila Nikolaevna Telegina (tên khai sinh là Nelepova), sinh ngày 11 tháng 8 năm 1937, tại Dnipropetrovsk.[17] Cha của bà là Vladimir Abramovich Grigyan, ông sinh ngày 3 tháng 12 năm 1937, tại Dnipropetrovsk và theo hộ chiếu công dân Liên Xô thì ông là người Latvia.[17] Vladimir rời khỏi gia đình khi Yulia ba tuổi.[18] Tymoshenko mang hộ mẹ là "Telegina" – trước khi tốt nghiệp phổ thông vào năm 1977.[18][19] Năm 1979, Tymoshenko kết hôn với Oleksandr Tymoshenko, con trai của một công chức Xô viết cấp trung. Năm 1980, bà sinh hạ người con gái tên là Yevhenia (Eugenia).[20]