Caitríona Balfe dilahirkan di Dublin, Irlandia,[2] dan dibesarkan di Tydavnet berdekaran Monaghan. Bapanya merupakan seorang veteran Sersan Garda.[3]

Sehingga 2014, beliau tinggal di Glasgow,[4] sebelum ini di Los Angeles ketika beliau mula belajar berlakon, dan di Bandar Raya New York, Paris, London, Milan, Hamburg dan Tokyo ketika bekerja sebagai model.[5][6][7][8] Selain bahasa Inggeris, beliau fasih berbahasa Ireland dan Perancis.[9]

Beliau menjadi ketua pertubuhan World Child Cancer.[10] Pada April 2018, beliau terlibat dalam London Marathon dengan mengumpulkan $39.623,69 untuk menyokong pertubuhan tersebut.[11]

Caitriona berkahwin dengan penerbit muzik Scotland Anthony McGill pada Ogos 2019.[12]