ولدت فاتن حمامة في 27 أيّار (مايو) عام 1931 في حي عابدين في القاهرة، علماً بأنّ مكان ولادتها المسجّل في الأوراق الرسمية هو مدينة المنصورة في محافظة الدقهلية. والدتها هي زينب توفيق وكانت ربّة منزل، أما والدها فهو أحمد حمامة، الذي كان من كبار موظفي وزارة المعارف (وزارة التعليم)، ولديها ثلاثة أشقاء هم: منير، وليلى، ومظهر. حين اصطحبها والدها وهي في سن مبكرة جداً إلى سينما «عدن» في المنصورة لمشاهدة أحد أفلام آسيا داغر وسمعت التصفيق الحار، بدأ حلمها بأن تكون ممثلة. وعندما قرأ الوالد إعلاناً في إحدى الصحف يطلب ممثلة طفلة لدور أمام الموسيقار محمد عبد الوهاب، أرسل صورة فاتن. وبالفعل، سافرت إلى القاهرة وشاركت في فيلم «يوم سعيد» (1940 ــ إخراج محمد كريم). رفض أحمد حمامة عروضاً سينمائية عدّة تلقتها ابنته عقب هذا الدور، حرصاً على مستقبلها الدراسي، إلى أن أقنعه كريم مجدداً بأن تشارك في فيلمه الجديد «رصاصة في القلب» (1944)، ليُشاهدها يوسف وهبي ويقدمها في فيلم «ملاك الرحمة» (1946) ثم في «القناع الأحمر».


بعدها، التحقت «سيّدة الشاشة العربية» بـ«المعهد العالي للسينما» في دفعته الأولى التي افتتحها زكي طليمات وحازت منه لاحقاً شهادة في التمثيل. في العام نفسه، تزوّجت المخرج عز الدين ذو الفقار، مقدمة معه مجموعة من الأفلام الناجحة. ثمرة الزواج الذي استمر حتى عام 1954 كانت ابنة تُدعى «نادية». ويُقال إنّ أحد أبرز أسباب الانفصال كانت القبلة التي جمعتها بالنجم عمر الشريف خلال أوّل إطلالة سينمائية له في «صراع في الوادي» (1954 ــ إخراج يوسف شاهين). عام 1955، تزوّجت بالشريف وكوّنا معاً ثنائياً مميزاً على الصعيدين الشخصي والمهني، كما أنجبا ابنا يُدعى «طارق»، لينفصلا بعد أكثر من عشر سنوات من دون الكشف عن السبب الحقيقي. هنا، يُذكر أنّ عمر الشريف لطالما عبّر عن حبّه للراحلة، وقال ذات مرّة: «ما زلت أحبّها، وأكن لها كل تقدير واحترام، وسأظل أحبها. فهي أم ابني الوحيد، و من أعز الناس إلى قلبي. كانت سنوات زواجنا من أحلى ما عشته طوال حياتي، لكن شاءت الأقدار أن ننفصل. أنا سعيد لأنّنا انفصلنا ولا يوجد في قلب أي منّا بغض للآخر». بعد «لورنس العرب»، عادت حمامة وارتبطت بالطبيب محمد عبد الوهاب محمود الذي بقي زوجها حتى آخر يوم في حياتها.