Barack Obama nasce il 4 agosto 1961 al Kapi'olani Medical Center for Women & Children di Honolulu, nelle Hawaii, da madre statunitense, Stanley Ann Dunham (1942 – 1995), nata a Wichita (Kansas), da una famiglia di origini inglesi e tedesche, e da padre keniota di etnia Luo, Barack Obama Sr. (1936 – 1982), nato a Nyang'oma Kogelo, nella Provincia di Nyanza. Al momento della nascita di Obama entrambi i genitori erano giovani studenti universitari.[6] Nel 1963 i genitori si separarono e successivamente divorziarono; il padre andò all'Università Harvard per conseguire un dottorato, e infine tornò in Kenya,[7] dove morì in un incidente stradale nel Novembre 1982:[8] rivide il figlio solo in un'occasione. La madre invece si risposò con Lolo Soetoro (1936 – 1987), un altro suo ex collega universitario, da cui ebbe una figlia. Soetoro proveniva dall'Indonesia, si laureò in geografia nel 1962. Obama si trasferì quindi con la famiglia a Giacarta, dove nacque la sua sorellastra, Maya Soetoro-Ng, e dove lui frequentò le scuole elementari da 6 a 10 anni.[9]
A dieci anni, nel 1971, Obama ritornò a Honolulu per ricevere un'istruzione migliore. Fu cresciuto prima dai nonni materni, Stanley Dunham (1918 – 1992) e Madelyn Payne Dunham (1922 – 2008), poi dalla madre. Si iscrisse alla scuola privata più importante e prestigiosa dell'isola, la Punahou High School, dove si diplomò con ottimi voti nel 1979.[10][11] La madre di Obama morì di cancro nel Novembre 1995, pochi mesi dopo la pubblicazione dell'autobiografia di Barack Obama, Dreams from My Father.[12]
Nel suo libro I sogni di mio padre (Dreams from My Father) Obama descrive la sua esperienza di crescere con la famiglia di sua madre; una famiglia di ceto medio e, ovviamente, bianca. Incontrerà il padre una volta sola, a dieci anni, durante le vacanze natalizie del 1971. La conoscenza del padre nero assente derivò principalmente dalle storie della famiglia e dalle fotografie. Della sua infanzia, Obama scrive: "Che mio padre non sembrava per nulla come le persone a fianco a me — che era nero come la pece, mentre mia madre bianca come il latte — me ne ricordo a malapena."[13] Da giovane, lottò per riconciliare le percezioni sociali sulla sua eredità multirazziale. Obama scrive sul suo utilizzo di marijuana e cocaina durante la sua adolescenza per "spingere le domande su chi ero fuori dalla mia testa."[14] Al forum civile per la candidatura presidenziale nel 2008, Obama identifica il suo uso di droghe come "il suo più grosso fallimento morale" Hornick, Ed (August 17, 2008).[15][16] Dopo il liceo, Obama studiò per un paio d'anni all'Occidental College, prima di spostarsi al Columbia College della Columbia University. Là si laureò in scienze politiche, con una specializzazione in relazioni internazionali.[17][18] Dopo la laurea, lavorò per un anno alla Business International Corporation (ora parte del The Economist Group), una società che forniva notizie economiche di carattere internazionale alle aziende clienti.[19] Si trasferì poi a Chicago, per dirigere un progetto non profit che assisteva le chiese locali nell'organizzare programmi di apprendistato per i residenti dei quartieri poveri nel South Side.[20][21]
Nel 1988, Obama lasciò Chicago per tre anni per studiare giurisprudenza ad Harvard. Nel febbraio 1990 diventò il primo presidente afroamericano della celebre rivista Harvard Law Review.[22] Nel 1989, durante uno stage estivo presso lo studio legale specializzato in diritto societario Sidley Austin di Chicago conobbe Michelle Robinson, avvocato associato nello stesso studio. Si laureò magna cum laude nel 1991. Il 3 ottobre 1992 sposò Michelle Robinson nella Trinity United Church of Christ di Chicago.
Tornato a Chicago, Obama diresse un movimento per far registrare al voto quanti più elettori possibili (voter registration drive), poi come avvocato associato lavorò per difendere organizzazioni impegnate nella difesa dei diritti civili e del diritto di voto presso lo studio legale Miner, Barnhill & Galland, e insegnò diritto costituzionale presso la facoltà di legge dell'Università di Chicago, dal 1993 fino alla sua elezione al Senato federale nel 2004.[21]
L'impegno politico di Obama cominciò nel 1992, anno in cui, dopo un'aggressiva campagna elettorale, aiutò il presidente Bill Clinton nelle elezioni presidenziali, portandogli circa 100.000 voti. Personaggio abbastanza conosciuto a Chicago, dove lavorando in uno studio legale si era occupato di diritti civili, nel 1993 favorì l'elezione al Senato di Carol Moseley Braun, prima donna afro-americana a diventare senatrice.
Nel 1996, Obama fu eletto al senato dell'Illinois dal 13º distretto nel quartiere Hyde Park, nella parte meridionale di Chicago. Nel gennaio 2003, quando i democratici riconquistarono la maggioranza del senato, fu nominato presidente del Comitato della Sanità e dei Servizi umani del Senato.[23]