Janis Joplin dilahirkan dari ibu bernama Dorothy East (1913-1998) dan ayah bernama Seth Joplin (1910-1987) Ayahnya adalah seorang insinyur di Texaco sementara ibunya adalah pegawai tata usaha di akademi bisnis. Janis memiliki dua orang adik, Michael dan Laura. Kedua orang tuanya merasa Janis selalu minta lebih diperhatikan dibandingkan kedua adiknya. Ibu Joplin berkata, "Dia tidak bahagia kalau tidak [banyak diperhatikan]. Kalau cuma diperhatikan biasa-biasa saja tidak cukup."

Sewaktu remaja, ia berteman dengan kelompok berandalan. Salah seorang temannya memiliki album musisi blues Bessie Smith dan Leadbelly. Kedua artis blues tersebut nantinya menjadi inspirasi bagi Joplin untuk menjadi penyanyi. Joplin mulai bernyanyi di paduan suara lokal dan mulai mendengarkan penyanyi-penyanyi blues lain seperti Odetta dan Big Mama Thornton.

Di sekolah, ia senang melukis, dan mulai menyanyikan lagu berirama blues dan folk bersama teman-temannya. Ia hampir-hampir tidak mempunyai teman di Sekolah Menengah Atas Thomas Jefferson. Joplin pernah berkata, "Aku dulunya anak yang canggung. Aku senang membaca dan melukis. Aku tidak membenci orang berkulit hitam." Sebagai seorang remaja, ia kelebihan berat badan dan dilahirkan dengan kulit yang sensitif. Teman-teman di SMA sering mempermainkannya dan memanggilnya dengan kata-kata yang tidak sopan.

Joplin lulus sekolah menengah atas pada tahun 1960, dan sempat kuliah musim panas di Lamar State College of Technology di Beaumont, Texas sebelum melanjutkan ke Universitas Texas di Austin tapi tidak sampai tamat. Pada tahun 1962, surat kabar kampus memuat cerita tentang Janis Joplin yang diberi judul She Dares To Be Different.

Sebagai seorang pemberontak, idolanya adalah penyanyi blues wanita dan puisi yang ditulis oleh sastrawan era Beat Generation. Bulan Desember 1962, ketika berada di rumah seorang temannya, Janis Joplin merekam lagu pertama, "What Good Can Drinkin' Do" di sebuah pita kaset. Ia pindah dari Texas pada tahun 1963, dan tinggal di North Beach sebelum pindah ke Haight-Ashbury. Pada tahun 1964, Joplin dan gitaris Jorma Kaukonen (nantinya menjadi anggota Jefferson Airplane) merekam beberapa lagu blues standar. Keduanya ditemani Margareta Kaukonen yang memakai mesin ketik sebagai perkusi. Sesi rekaman tersebut menghasilkan 6 buah lagu: "Typewriter Talk," "Trouble In Mind," "Kansas City Blues," "Hesitation Blues," "Nobody Knows You When You're Down And Out," "Daddy, Daddy, Daddy", dan "Long Black Train Blues". Keenam lagu tersebut nantinya dirilis sebagai album bootleg, The Typewriter Tape.

Sejak sekitar tahun 1964, kegemarannya terhadap obat-obat terlarang semakin menjadi dan diketahui sebagai pengguna heroin. Sepanjang kariernya, ia dikenal sebagai peminum berat. Minuman kegemarannya adalah Southern Comfort.