Томас Вудроу Вилсон е роден во Стентон, Вирџинија во 1856 година, третиот од четирите деца на свештеникот Џозеф Раглса Вилсон и Џенет Вудроу. Потекнува од шкотско-ирско семејство. Родителите на неговите родители се емигранти во САД во околината Страбана, округ Тајрон во денешна Северна Ирска. Тој живеел во Колумбија, главниот град на државата на Јужна Каролина од 1870 година до 1874. Неговите родители се преселиле на југ во 1851 година и започнале отворено да ја поддржуваат Конфедерацијата.
Вудро Вилсон имал тешкотии во читањето, но тој успеал да се здобије со академско образование благодарение на одлучноста и дисциплината. Тој посетувал домашно училиште, и поминал една година во колеџот Дејвидсон пред да се пресели во Принстон, а дипломирал во 1879 година. Тој потоа студирал право на Универзитетот во Вирџинија. Степенот на доктор на политички науки го стекнал во 1886 година на новооснованиот Универзитет Џон Хопкинс.