切尔西·克林顿生于阿肯色州小石城。她名字的灵感来自于她父母对朱迪·科林斯1969年录制的歌曲：琼尼·米歇尔的切尔西的早上（Chelsea Morning）。

幼年在阿肯色州小石城就读于公立学校，从小课业表现出众，曾在二年级时跳读四年级。

1993年1月20日切尔西随着父亲搬入白宫，当时12岁。特勤局(Secret Service)称呼她的秘密代号是Energy。随后，切尔西进了华盛顿特区一流的私立学校——奎克尔·希德维尔友谊学校。

2001年，切尔西在斯坦福大学获得学士学位。她原本主修化学，并对药学感兴趣，但2年后却转到了历史系，并同时在英国牛津大学取得国际关系硕士，之后攻读牛津大学(Oxford University)博士学位，美国哥伦比亚大学。