Sheeran dilahirkan di Halifax, West Yorkshire,[10]dan berpindah keluarganya ke Framlingham di Suffolk ketika ia masih kecil.[11]Dia mempunyai seorang abang bernama Matthew,[12] yang bekerja sebagai komposer. Ibu bapa mereka, John dan Imogen, adalah kelahiran London. Datuk nenek moyangnya adalah orang Ireland,[13][14][15] dan Sheeran menyatakan ayahnya berasal dari keluarga '"Katolik"' yang sangat besar.[16]

John adalah kurator seni dan pensyarah, dan Imogen adalah seorang penyair kebudayaan yang menjadi pereka perhiasan.[14][17] Ibu bapanya berlari ke Sheeran Lock, konsultasi seni bebas, dari tahun 1990 sehingga tahun 2010.[18]