유랑극단의 유명한 연극배우였던 아버지 제임스 오닐과 부유한 중산층 가정의 딸이었던 어머니 엘렌 사이에서 셋째 아들로 태어났다. 아버지의 극단을 따라다녔던 어머니는 힘든 방랑생활에 더해진 둘째 아들의 죽음을 극복하지 못하고 마약중독자가 되었으며, 호텔에서 태어나, 유년 시절을 호텔방, 열차, 무대 뒤에서 보내며 훗날 어린 시절의 악몽 같은 불안감을 한탄하고 인간 혐오자라는 오해를 받기에 이른다. 프린스턴대학을 1년간 다니다 중퇴한 후 부에노스아이레스, 뉴욕 시 선창에서 부랑자 생활을 했고, 술독에 빠져 살며 자살을 기도하기도 했다.