Ariana Grande-Butera urodziła się jako drugie dziecko Joan Grande, prezes firmy Hose-McCann Communications, i jej byłego męża Edwarda Butery, projektanta graficznego. Jej imię inspirowane jest jedną z bohaterek serialu animowanego Kot Feliks, księżniczką Orianą. Starszy przyrodni brat Ariany, Frankie James Grande, jest aktorem, tancerzem i producentem. Ariana ma włoskie korzenie, jest pół-Sycylijką i pół-Abruzyjką. Grande dorastała na Florydzie.
Jako nastolatka brała udział w zajęciach teatralnych oraz uczęszczała do Pine Crest School i North Broward Preparatory School we Florydzie. W 2003 roku została współzałożycielką grupy Kids Who Care, która w 2007 roku zebrała ponad pół miliona dolarów na cele dobroczynne.
