Kaine dilahirkan di Saint Paul, Minnesota, hasil perkahwinan antara Mary Kathleen (née Burns) dan Albert Alexander Kaine, Jr.. Bapanya, Albert berketurunan Scotland dan Ireland dan ibunya berketerunan Ireland. Beliau merupakan anak sulung daripada 3 anak. [1] Kaine membesar di Bandar Kansas, Missouri. Beliau berkelulusan dari Sekolah Tinggi Rockhurst di Bandar Kansas, Missouri.

Kaine menerima ijazah Sarjana Muda Seni (B.A.) dalam bidang ekonomi daripada Universiti Missouri pada tahun 1979. [2] Kemudian, beliau meneruskan pelajarannya di Universiti Harvard. Beliau mengambil cuti untuk bekerja dengan Jesuit Volunteer Corps di Honduras. Kaine bekerja untuk Honduras selama 9 bulan dari tahun 1980 dan 1981.

Kaine berkelulusan dari Universiti Harvard bersama ijazah undang-undang pada tahun 1983 dan dimasukkan ke Bar Virginia pada tahun 1984.