Narodil sa v januári 1964 ako Jeffrey Preston Jorgensen v Albuquerque, najväčšom meste amerického štátu Nové Mexiko. Jeho matka Jacklyn Gise Jorgensenová mala v tom čase iba 17 rokov a bola študentskou strednej školy.
Jeffov otec Ted Jorgensen bol majiteľom malého obchodu s bicyklami a o syna sa príliš nezaujímal. Jacklyn so synom sa od Teda čoskoro odlúčili a presťahovali sa do texaského Houstonu. Jeff mal iba štyri roky, keď sa Jacklyn vydala za kubánskeho imigranta Miguela Bezosa. Ten si chlapca adoptoval. Jeff prijal priezvisko Bezos. So svojim biologickým otcom Tedom sa do jeho smrti v roku 2015 nezmieril.
Napriek turbulentným rodinným vzťahom sa Jeffovi po materiálnej stránke nežilo zle. Jeho adoptívny otec pracoval ako inžinier v texaskom ropnom gigante Exxon. Chlapec navštevoval základnú školu v houstonskej štvrti River Oaks. Letné prázdniny trávil so svojim starým otcom, bývalým regionálnym riaditeľom Výboru pre americkú atómovú energiu Lawrenceom Prestonom Giseom, na rodinnom ranči neďaleko texaského mestečka Cotulla. Ten – mnohonásobne rozšírený o susediace pozemky – sa neskôr zaradil medzi luxusné haciendy Bezosovho realitného impéria.
Ako vo svojich svedectvách hovorili jeho spolužiaci a vyučujúci, Jeff spočiatku vynikajúcimi študijnými výsledkami príliš nevynikal. Už od malička ho však zaujímali počítače, nové technológie a najmä vesmír. Doslova hltal každý nový úspech amerického Národného úradu pre letectvo a vesmír. Koniec 60. a začiatok 70. rokov minulého storočia bol doslova rajom pre fanúšikov dobývania kozmu. Američania pristáli ako prví v lete 1969 na Mesiaci a na nášho najbližšeho vesmírneho súputníka poslali vzápätí ešte niekoľko misií.
Jeff Bezos to všetko sledoval s obrovským záujmom. Bol veľkým fanúšikom vedecko-fantastického seriálu Star Trek a sníval o tom, že raz poletí do kozmu. „Už vtedy si zaumienil, že bude zarábať veľké peniaze. Všetko chcel vynaložiť práve na splnenie sna o lete do vesmíru,“ zaspomínala si jeho spolužiačka v dokumentárnom filme How I Started Amazon.com.