DiCaprio urodził się w Los Angeles w Kalifornii jako jedyne dziecko Irmelin (z domu Indenbirken) i George DiCaprio. Jego matka przeprowadziła się z niemieckiego Oer-Erkenschwick do Stanów w 1950 roku a jego ojciec jest w połowie Włochem a w połowie Niemcem. Zaś jego babka, Helene Indenbirken, która urodziła się jako Yelena Smirnova, była Rosjanką.