Fassbender dilahirkan pada 2 April 1977[5] di Heidelberg, Baden-Württemberg.[6] Ibunya, Adele, merupakan bangsa Ireland (dari Larne, County Antrim), sementara bapanya, Josef Fassbender, merupakan bangsa Jerman.[7][8] Menurut salasiah keluarga Fassbender, ibunya mempunyai pertalian dengan Michael Collins, pemimpin bangsa Ireland semasa Perang Kemerdekaan.[6][9] Ketika Fassbender berusia dua tahun, ibu bapanya berpindah ke Irish town of Killarney, County Kerry, dimana mereka mengusahakan sebuah restoran, West End House, serta bapanya menjadi tukang masak di sana. Keputusan untuk berpindah ke Kerry dilakukan kerana ibu bapanya mahukan anak-anak mereka membesar di pinggir kota dan bukannya kawasan perindustrian seperti di kediaman lama mereka di Jerman.[6][8] Fassbender mempunyai seorang kakak, Catherine, seorang ahli neuropsikologi.[10][11]

Fassbender dan kakaknya banyak menghabiskan cuti musim panas di Jerman, dan beliau fasih berbahasa Jerman,[12] walaupun beliau pernah berkata beliau perlu menajamkan semula kebolehan berbahasa Jermannya itu sebelum penggambaran filem Inglourious Basterds.[13][14] Beliau belajar di Sekolah Kebangsaan Fossa[15] dan Kolej St Brendan, kedua-duanya di Killarney.[16] Fassbender memutuskan untuk menjadi pelakon ketika berusia 17 tahun ketika membintangi pementasan oleh Donal Courtney. Ketika berusia 19 tahun, beliau berpindah ke London untuk belajar di Drama Centre London. Pada tahun 1999, beliau berhenti dari Drama Centre dan melakukan jelajah bersama Oxford Stage Company untuk pementasan Three Sisters.[10][17] Sebelum menjadi pelakon, beliau pernah bekerja sebagai posman dan pelayan bar.[18]