โจแอนน์ สเตฟานี แองเจลินา เจอร์มานอตต้า เกิดเมื่อวันที่ 28 มีนาคม ค.ศ. 1986 เวลา 9.53 น. ที่โรงพยาบาลในย่านแมนฮัตตันที่ชื่อว่า Lenox Hill Hospital รัฐนิวยอร์ก ประเทศสหรัฐอเมริกา ในครอบครัวอิตาเลียน-อเมริกัน ที่ยองเกอร์ส นครนิวยอร์ก ต่อมาย้ายไปอยู่ที่เขตแมนแฮตตัน กาก้าเป็นลูกสาวคนโตของโจเซฟ เจอร์มานอตต้า นักลงทุนทางอินเทอร์เน็ต กับซินเธีย (สกุลเดิม บิสเซตต์) เธอมีน้องสาวหนึ่งคนชื่อ "นาตาลี" กาก้าเริ่มเล่นเปียโนตั้งแต่อายุได้ 4 ปี เมื่ออายุ 11 ปี เธอได้เข้าเรียนที่โรงเรียนคอนแวนต์แซเครดฮาร์ต โรงเรียนเอกชนคอนแวนต์คาทอลิกในอัปเปอร์อีสต์ไซด์ แมนแฮตตัน[12] เนื่องจากครอบครัวกาก้าไม่ได้มีฐานะร่ำรวย เธอจึงถูกต่อต้านจากกลุ่มเพื่อนในโรงเรียน เธอพูดถึงพ่อกับแม่ "ทั้งสองมาจากชนชั้นแรงงาน ดังนั้นจึงทำงานทุกอย่างเพื่อพวกเรา แม่กับพ่อทำงานในสายงานโทรคมนาคม ตั้งแต่ 8 โมงเช้า ถึง 2 ทุ่ม จึงได้กลับบ้าน"[13][14]
ด้วยความต้องการเล่นละครในสมัยไฮสกูล เธอจึงได้รับโอกาสแสดงเรื่อง Guys & Dolls โดยรับบทเป็น เอดิเลด และได้แสดงซีรี่ยส์ A Funny Thing Happened on the Way to the Forum รับบทเป็น ฟิลเลีย กาก้าเล่าถึงชีวิตนักเรียนในโรงเรียไฮสกูลว่า "เป็นสิ่งที่เธออุทิศตัวมากที่สุด ตั้งใจเรียนมากที่สุด และเคร่งครัดในกฎระเบียบมาก แต่ก็ไม่มั่นคงนัก" ตามที่เธอให้สัมภาษณ์ว่า "ฉันเคยถูกล้อเลียนว่าเป็นคนก้าวร้าวและบ้าระห่ำ ดังนั้นจึงปรับปรุงตัวให้ดีขึ้น แต่ฉันรู้สึกว่าไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับโรงเรียนได้ รู้สึกเหมือนตัวเองเป็นคนประหลาด"[15] แต่เพื่อนร่วมชั้นเรียนของเธอตอนนั้นกลับแย้งว่ากาก้าเป็นนักเรียนดี มีแค่เพื่อนกลุ่มเล็ก ๆ หน้าตาคล้ายเด็กชาย แต่มีน้ำเสียงดี ร้องเพลงเก่ง[16][17] ด้วยบุคลิกของเธอที่มีอารมณ์ลึกซึ้งและเป็นอิสระอย่างศิลปินเนื่องจากถนัดมือซ้าย กาก้าให้สัมภาษณ์กับนิตยสารแอลว่าเธอนั้นถนัดมือซ้ายจริง ๆ [18]
เมื่ออายุได้ 17 ปี เธอได้รับสิทธิให้เข้าเรียนก่อนเกณฑ์ในโรงเรียนศิลปะทิสช์แห่งมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก และพักอยู่ในหอพักของมหาลัยบนถนนที่สิบเอ็ด ที่นั่น เธอได้เรียนวิชาดนตรีและพัฒนาทักษะการเขียนเพลงของตัวเอง จากการแต่งร้อยแก้วและบทวิเคราะห์ที่มุ่งประเด็นไปในด้านศิลปะ ศาสนา ประเด็นต่าง ๆ ในสังคม และการเมือง เธอรู้สึกว่าตัวเองมีความคิดสร้างสรรค์มากกว่าเพื่อนร่วมชั้น เธอจึงตัดสินใจลาออกจากมหาวิทยาลัยเพื่อมองหาโอกาสในอาชีพทางดนตรีในภาคเรียนที่สองขณะเรียนชั้นปีที่ 2 [12][19] พ่อของเธอยินยอมที่จะออกค่าเช่าอพาร์ตเมนต์ให้เป็นเวลา 1 ปี โดยมีเงื่อนไขว่า หากไม่ประสบความสำเร็จด้านอาชีพ จะต้องกลับมาเรียนใหม่[20] สเตฟานีต้องย้ายออกจากบ้านไปเช่าอพาร์ตเมนต์ย่านดาวน์ทาวน์ราคาถูกและไม่มีลิฟต์ เธอเริ่มต้นทำงานที่คลับละแวกนั้นตอนอายุเพียง 18 ปี[15]