Грегори Пек родился 5 апреля 1916 года в прибрежном городке Ла-Холья (La Jolla), штат Калифорния, вблизи Сан-Диего, в католической семье аптекаря Грегори Пека и его жены Бернис Мэй Пек. Мать ушла от отца, когда Пеку было всего три года. Отец Пека был смешанного происхождения — английского по отцу, ирландского по матери, а мать была шотландкой по отцу и англичанкой по матери. Отец Пека был потомственным католиком, и мать Грегори перешла в католицизм при заключении брака. Мальчика воспитывала его бабушка Кейт Эйерс. Пек учился в военной академии Сент-Джон в Лос-Анджелесе и в Калифорнийском университете в Беркли.
За учёбу Пек платил сам, работая дворником, официантом, посудомойщиком. В университете Пек особое внимание уделял литературе и актёрскому мастерству, выступал на подмостках университетского театра. В 1939 году он получил степень бакалавра наук, однако решил пойти по актёрской стезе и отправился в Нью-Йорк. Бродвей принял его негостеприимно, и Пек вынужден был работать зазывалой на ярмарках и билетёром в мюзик-холле «Радио-сити». Затем он стал гидом при телестудии Эн-би-си и даже — на какое-то время — манекенщиком.