Бейонсе Ноулз родилась в Хьюстоне, Техас, в семье Мэтью Ноулза, профессионального работника в сфере звукозаписи, и Тины Ноулз, художницы по костюмам и парикмахера. Отец Ноулз — афроамериканец, а мать — креолка (в роду были афроамериканцы, коренные американцы и французы). Ноулз получила имя в честь девичьей фамилии матери. У неё есть младшая сестра Соланж, автор песен и актриса.
Ноулз ходила в начальную школу Сент-Мэри, Техас, где она брала уроки балета и джаза. Её талант к пению был обнаружен, когда её учитель танцев начал напевать песню, а она закончила её на более высоких нотах. Интерес Ноулз к музыке и выступлениям появился после её участия в школьном конкурсе талантов. Она спела песню «Imagine» Джона Леннона и выиграла конкурс. Когда Ноулз было 7 лет, на неё обратила внимание пресса, газета Houston Chronicle упомянула её как номинанта на награду за художественные достижения The Sammy.
Осенью 1990 году Ноулз поступила в хьюстонскую среднюю школу Паркер с музыкальным уклоном, где она выступала на сцене вместе со школьным хором. Она также посещала высшую школу с углублённым изучением изобразительных искусств в Хьюстоне и позже поступила в хьюстонскую высшую школу Alief Elsik. Ноулз была солисткой в хоре в Единой Методистской церкви Сэнт-Джона. В течение двух лет она пела в хоре.
В 8 лет, во время прослушивания в эстрадную группу девочек, Ноулз познакомилась с Латавией Робинсон. Они вместе с подругой Ноулз, Келли Роуленд, были отобраны в танцевальную рэп-группу. Первоначально группа называлась Girl’s Tyme, и её состав расширился до 6 человек. Чтобы посмотреть на них, в Хьюстон прилетел новый R&B продюсер Арне Фрэджер. Потом он отвёз их в студию The Plant Recording Studios в Северной Калифорнии. Помимо подписания контракта с крупным записывающим лейблом, стратегия Фрэджера состояла в том, чтобы группа выступила на Star Search, самом большом в то время шоу талантов на национальном телевидении. Girl’s Tyme участвовали в конкурсе, но, по признанию Ноулз, проиграли из-за плохой песни. После этого поражения у Ноулз случился первый «профессиональный провал», но она обрела уверенность, узнав, что такие поп-звёзды, как Бритни Спирс и Джастин Тимберлейк, тоже имели подобный опыт.
Чтобы руководить группой, в 1995 году отец Ноулз (который на то время занимался продажей медицинской техники) уволился с работы. Он посвятил своё время созданию «учебного курса» для их подготовки. Этот поступок уменьшил доход семьи Ноулз наполовину и её родители были вынуждены переселиться в отдельные квартиры. Вскоре после включения в состав группы Роулэнд, Мэтью урезал состав до четырёх человек, в который вошла Летоя Лакетт. Репетируя в парикмахерской Тины и на её задворках, группа продолжала выступать на разогреве признанных девичьих R&B групп того времени. На протяжении всего существования Destiny’s Child Тина помогала c созданием костюмов. При поддержке Мэтью они ходили на прослушивания в различных звукозаписывающих компаниях и, наконец, подписали контракт с Elektra Records. Для работы над первым альбомом они переехали в Атланту, но в 1995 году компания разорвала контракт. Группе пришлось вернуться назад, чтобы начать всё сначала. Это поставило в трудное положение семью Ноулз и родители Бейонсе расстались, когда ей было 14 лет. В 1996 году семья снова воссоединилась и, по счастливому стечению обстоятельств, девушки подписали контракт с Columbia Records.