Bapa Bellamy, George, berasal dari Sunderland merupakan gitaris untuk kugiran pop, The Tornados pada era 1960-an, yang juga merupakan kugiran pertama dari British pernah memegang carta lagu nombor satu di Amerika Syarikat , dengan judul lagu "Telstar".[3] "Knights of Cydonia", single Muse dari album Black Holes and Revelations, sering diperkatakan sebagai penghormatan terhadap lagu tersebut, termasuklah dengan gaya bunyi space rock and bertemankan video bertemakan aksi koboi melalui landskap makhluk asing. Ibu Bellamy, Marilyn, dilahirkan di Belfast, telah berpindah ke England pada 1970-an. Hari pertamanya di England telah dipertemukannya dengan George, yang pada masa itu bekerja sebagai pemandu teksi. Mereka kemudia berpindah ke Cambridge dimana abang sulung Matthew, Paul dilahirkan, selang beberapa tahun kemudia, Matthew dilahirkan. di pertengahan 1980-an, keluarga ini berpindah Teignmouth, Devon. Selepas penceraian orang tua Bellamy, beliau tinggal bersama ibu dan abangnya. Bellamy mula bermain piano seawal usia 6 and gitar pada umur 11 tahun. Persembahan muzikal sulung beliau adalah pada Jun 1991, diusia 12, bermain piano dihadapan pelajar Kolej Komunity Teignmouth.[4]