Хепбёрн посещала частные школы в Англии и Нидерландах. Её мать была строгой женщиной, отец был более добродушным, поэтому девочка предпочитала его. Он оставил семью, когда Одри была ещё ребёнком. Позже она назовет его уход самым болезненным моментом в своей жизни. Много лет спустя с помощью Красного Креста она отыскала своего отца в Дублине и поддерживала его материально вплоть до его смерти.

После развода родителей в 1935 году Хепбёрн жила с матерью в Арнеме (Нидерланды), когда разразилась Вторая мировая война и наступил период немецкой оккупации. В это время она приняла псевдоним Эдда ван Хеемстра, подправив для этого документы своей матери (Элла ван Хеемстра), поскольку «английское» имя считалось опасным. Данная выдумка оказалась настолько удачной, что многие считали, и считают по сей день, что именно это имя (Эдда ван Хеемстра) и есть настоящее имя Одри Хепбёрн. Окончательную точку в этом вопросе ставит официальный документ — .

После высадки союзников положение населения на оккупированных немцами территориях ухудшилось. Зимой 1944 наблюдался острый недостаток продовольствия (т. н. «голодная зима»). Без тепла и пищи жители Нидерландов голодали, некоторые замерзали прямо на улицах. Арнем опустел во время бомбардировок союзников. Дядя и двоюродный брат матери Одри были расстреляны за участие в движении Сопротивления. Её брат находился в немецком концлагере. Вследствие недоедания у Одри Хепбёрн возник ряд проблем со здоровьем. Она лежала в кровати и читала, пытаясь забыть про голод. Она исполняла балетные номера, чтобы собрать средства для подполья. Эти времена были не так уж плохи, и она была в состоянии радоваться светлым периодам детства. В 1992 году Хепбёрн говорила в интервью: «Пока у ребёнка есть определённый минимум, он совершенно счастлив. Я помню, что нам бывало очень весело. Мы же не сидели на полу и не плакали пять лет подряд. Конечно, висела тень страха и репрессий, и происходили страшные вещи…» Истории о том, как она и её семья ели луковицы тюльпанов, чтобы выжить, сильно преувеличены. Луковицы тюльпанов использовались для получения муки, из которой они пекли пирожные и печенье.

От недоедания у Одри развилась анемия, заболевание респираторной системы и отечность. Депрессия, которой она страдала в последующие годы, также, вероятно, являлась результатом перенесенного голода.

В детстве Одри Хепбёрн любила рисовать. Некоторые из её детских рисунков сохранились.

После освобождения Нидерландов в страну начала поступать гуманитарная помощь. Хепбёрн как-то упоминала, что однажды съела целую банку сгущёнки, а потом заболела от одного из блюд гуманитарной помощи, потому что насыпала слишком много сахара в овсянку.

Поскольку ЮНИСЕФ спас её в ранней юности, она впоследствии пожелала вернуть этот долг и с 1954 года начала выступать в радиопередачах ЮНИСЕФ.

Начало карьеры

В 1945 году, после окончания войны, Хепбёрн заканчивает арнемскую консерваторию и переезжает в Амстердам, где она и её мать работали медсестрами в доме ветеранов. Параллельно с работой в 1946 году Хепбёрн берет уроки балета у Сони Гаскелл. В 1948 Одри приезжает в Лондон и берет уроки танца у прославленной Мари Рамберт, педагога Вацлава Нижинского, одного из величайших танцоров в истории. Вероятно, Хепбёрн спрашивала Рамперт о своих перспективах в балете. Рамперт заверила её, что она может продолжать работать и будет иметь успех как балерина, но её рост (примерно 1 м 70 см) в сочетании с хроническим недоеданием во время войны не позволит ей стать прима-балериной. Хепбёрн прислушалась к мнению педагога и решила посвятить себя драматическому искусству, карьере, в которой у неё хотя бы был шанс преуспеть. Когда Одри стала звездой, Мари Рамберт сказала в интервью: «Она была чудесной ученицей. Если бы она продолжала заниматься балетом, она была бы выдающейся балериной». Мать Хепбёрн работала на унизительных для аристократки условиях, чтобы прокормить семью. Одри должна была зарабатывать сама, и карьера актрисы казалась самым естественным решением.