Роми Шнайдер родилась в актёрской семье. Мать Роми Шнайдер — немецкая кинозвезда Магда Шнайдер, отец — потомственный австрийский актёр Вольф Альбах-Ретти. Бабушка Роми Шнайдер по отцу — актриса Роза Альбах-Ретти, актёром и режиссёром был и прадед Роми Адольф Ретти.
Роми вместе с младшим братом Вольфом-Дитером воспитывалась у бабушки и дедушки Шнайдеров в деревенском доме Мариенгрунд в баварском Шёнау-ам-Кёнигсзе. Актёры-родители редко виделись с детьми, впоследствии они расстались в 1943 году, а в 1945 году окончательно развелись. Отец Роми женился повторно в 1947 году на австрийской актрисе Труде Марлен, Магда Шнайдер вышла замуж за кёльнского ресторатора Ганса Герберта Блацгейма в 1953 году. В сентябре 1944 года Розмари Магдалена Альбах пошла в начальную школу в Шёнау, где проучилась четыре года. Девочке не давалась математика, она любила петь, её привлекали краеведение, история и рисование. С июля 1949 года воспитывалась в интернате для девочек в замке Гольденштайн, частной школе при женском августинском монастыре в Эльсбетене близ Зальцбурга. Как утверждала монахиня сестра Августина в интервью журналу «Paris Match» от 6 августа 1982 года, мать Роми редко появлялась повидать дочь, а отец и бабушка Роза вообще ни разу не побывали в Гольденштайне. Сама Роми вспоминала, что в интернате была большой фантазёркой и могла, например, рассказывать о Гэри Купере, с которым она якобы обедала только вчера. Мать Роми вспоминала, что начальница интерната жаловалась на Роми: та часто устраивала в интернате озорные проделки, не отличалась уживчивостью, прогуливала занятия. Тем не менее, Роми увлечённо занималась рисованием, увлекалась театром, часто выступала в школьных спектаклях, солировала в церковном хоре, мечтала стать актрисой и сниматься в кино. В своём дневнике 13-летняя Роми написала: «Музыка, театр, кино, путешествия, искусство. Эти пять слов заставляют кипеть мою театральную кровь». Завершив обучение в интернате, Роми собиралась после летних каникул поступать в художественное училище в Кёльне, чтобы развивать свои способности в живописи и рисовании, но от этих планов ей пришлось отказаться ради первой роли в кино.
