Lưu Thiên Hương sinh năm 1977 tại Nam Định trong một gia đình có truyền thống nghệ thuật khi mà cả cha và mẹ đều từng là nhạc công, nhạc sĩ. Ngay từ bé, cô và em gái Lưu Hương Giang đã có sở thích biểu diễn các bài hát cho gia đình và bạn bè. Lưu Thiên Hương được thừa hưởng dòng máu nghệ sĩ từ cha và mẹ ngay từ nhỏ, cha cô là nhạc công Lưu Mạnh Cường, mẹ là ca sĩ Thanh Hòa được nhiều người biết tới ở đất thành Nam. Mẹ Thiên Hương thường đảm nhận việc luyện hát cho các con, còn cha lại là người mang phong cách nhạc rock tới cho hai chị em.

Cha cô vốn là một Việt kiều Pháp nên sưu tầm được rất nhiều tư liệu, trong những năm 80, băng đĩa, những bản nhạc rock hay của họ hầu hết đều do bà nội gửi từ Pháp về. Chính những năm tháng tuổi thơ đã nuôi dưỡng niềm đam mê và đem tới thành công cho Lưu Thiên Hương khi hiện tại cô là một trong những nhạc sĩ tài sắc của showbiz Việt. Chia sẻ những hình ảnh về mẹ của mình - ca sĩ Thanh Hòa, Lưu Thiên Hương nhận được rất nhiều lời khen về nhan sắc mỹ nhân của mẹ cô. Thiên Hương được thừa hưởng rất nhiều nét đẹp từ mẹ của mình.