Hawke dilahirkan pada 8 Julai 1998,[2] di bandaraya New York. Beliau merupakan anak sulung antara dua anak pada pelakon Ethan Hawke dan Uma Thurman. [3] Ibu bapa beliau bertemu di set Gattaca (1997) dan berkahwin pada Mei 1998[4] serta bercerai pada tahun 2005.[5] Hawke mempunyai seorang abang.[6][7] Beliau juga mempunyai dua adik-beradik tiri dari isteri kedua bapanya yang bernama Ryan Shawhughes.[8][9] Beliau mempunyai seorang lagi adik tiri daripada bekas tunang ibunya, Arpad Busson.[10]

Di sebelah bapanya, Hawke merupakan sepupu jauh kepada pengarang drama Tennessee Williams.[11] Di sebelah ibunya, beliau cucu kepada cendiakawan Buddhis Robert Thurman dan model Baroness Nena von Schlebrügge.[12][13] Ibu Schlebrügge, Birgit Holmquist, juga seorang model disebalik rupa patung Famntaget Axel Ebbe, yang kini berada di Smygehuk di Sweden.[14]

Disebabkan disleksia Hawke, beliau kerap bertukar sekolah semasa di sekolah rendah. Akhirnya, beliau didaftarkan di Sekolah Saint Ann, sebuah sekolah swasta di Brooklyn, New York. Budaya dan persekitaran sekolahnya menitikberatkan seni dan kreativiti artistik dan mempengaruhi beliau untuk melanjutkan pelajaran dalam lakonan.[7] Hawke juga mengambil bahagian dalam pengajian musim panas di Royal Academy of Dramatic Art di London dan Stella Adler Studio of Acting di New York.[15] Beliau menunaikan sarjana mudanya dalam seni halus (BFA) dalam bidang lakonan di Sekolah Juilliard. Namun, setelah setahun di Juilliard, dia berhenti pendidikannya selepas menerima peranannya dalam Little Women.[7]