Nació en París, Francia, el 19 de diciembre de 1915, bajo el nombre de Edith Giovanna Gassion. Su padre, Louis Alphonse Gassion (nacido en Castillon en la región de Calvados en Normandía en 1881 y fallecido en 1944 a los 63 años), era acróbata y, para celebrar el nacimiento de su hija, se emborrachó, y abandonó a su madre, que era cantante ambulante, Annetta Maillard (1895-1945), de origen
italo-bereber.
Sin apoyo, tuvo que afrontar el parto sola. Salió a la calle por sus propios medios, pero no consiguió llegar al hospital, y Edith nació en plena calle debajo de una farola frente al número 72 de la calle de Belleville, en París.
Annetta, al ser demasiado pobre como para criar a la pequeña Edith, la confía a su madre, Emma (Aïcha) Saïd Ben Mohammed (1876-1930) de origen argelino, quien, en vez de darle leche en el biberón, la alimentaba con vino, con la excusa de que así se eliminaban los microbios.
Después se la entrega a su padre, quien está a punto de ir al frente en la Primera Guerra Mundial, lo que lo lleva a dejar a la niña con su madre (la abuela paterna de Edith), dueña de una casa de prostitución en Bernay, Normandía, donde la niña es criada por las prostitutas de la casa.
Al finalizar la Primera Guerra Mundial, su padre vuelve del frente y la lleva consigo a vivir la vida de los artistas de los pequeños circos itinerantes, luego la del artista ambulante, independiente y miserable.
Édith revela su talento y su excepcional voz en las canciones populares que canta por las calles junto a su padre, tal como su madre lo hacía. En Montmartre, Rue Veron Nº 18 se encuentra el Hotel Clermont, donde residió Edith Piaf a los 14 años al separarse de su padre en 1929.
Hace su propio camino como cantante en la Place Pigalle, Ménilmontant, y en los suburbios de París (véase la canción «Elle fréquentait la Rue Pigalle»). En 1933, a los diecisiete años, se enamoró de un mozo de recados, Louis Dupont, con quien poco después tuvo su única hija, una niña llamada Marcelle, que murió de meningitis a la edad de dos años.