Johansson dilahirkan di New York City. Bapaknya, Karsten Johansson, adalah seorang arsitek yang kelahiran Denmark, dan kakek dari pihak ayahnya, Ejner Johansson, screenwriter dan direktur (Scarlett Johansson mengadakan kewarganegaraan Denmark).[1] Ibunya, Melanie Sloan, produsen, datang dari Ashkenazi Jewish keluarga dari Bronx.[2][3][4][5] Orang tua Johansson bertemu di Denmark, di mana ibunya tinggal bersama nenek dari pihak ibu Johansson, Dorothy, seorang mantan pemegang buku dan guru.[6] Johansson mempunyai seorang kakak perempuan bernama Vanessa yang juga seorang aktris, seorang kakak laki-laki bernama Adrian, saudara kembar bernama Hunter yang juga seorang aktor, dan saudara laki-laki tiri bernama Christian yang merupakan anak ayahnya dari pernikahan pertama.
Johansson dibesarkan dalam rumah tangga sederhana dengan seorang ibu bekerja sebagai pengilapan film.[4] Johansson memulai latihan bioskopnya dengan menghadiri dan tamatan dari Sekolah Anak Profesional di Manhattan pada 2002.
