Lee, John Lee ve Sara Cargill çiftinin kızıdır. John Lee disk jokeyi, anne Cargill ise televizyoncudur. Bir erkek kardeşi ve iki kız kardeşi vardır. Aslında üçüncü bir kız kardeşi daha vardır fakat o,henüz üç yaşındayken (1987 yılında), sara hastasıdır ve annesi onu banyo yaptırırken birkaç dakikalığına yanından ayrılmasıyla ve o anda kriz geçiren küçük kız nefessiz kalarak hayatını kaybeder. Amy lee onun cansız bedenini görmüş ve hayatında unutamayacağı bir yara olarak aklına kazımıştır. Fallen albümündeki Hello adlı şarkıda annesine söylediği şu cümle; "Has no one told you she's not breathing?-kimse sana söylemedi mi, o nefes almıyor" ve The Open Door albümündeki Like You adlı şarkılar, Amy Lee'nin bu ölen kız kardeşi için yazılmıştır. Lee'nin yazdığı bu şarkılarda direk olarak bu kız kardeşe atıflarda bulunulmuştur .Lee,toplam dokuz yıl piyano dersi almıştır. Ailesi ile beraber sık sık taşınmış, Florida ve Illinois'den sonra son olarak Arkansas'a yerleşmiştir. Nitekim Evanescence da burada kurulmuştur. Eğitimi ile ilgili olarak da Pulaski Academy'den mezun olduğu sonra da Middle Tennessee State University'e gittiği bilinmektedir.
AOL Müzik'de yer alan bir röportajında ilk yazdığı şarkılarının Eternity of the Remorse ve A Single Tear gibi iki şarkı olduğunu hatırladığını söylemiştir. İlkini on bir yaşındayken yazdığını hatta o zamanlar klasik müzik bestecisi olmak istediğini söylerken adı geçen ikinci şarkıyı da sekizinci sınıfa giderken yazdığını da eklemiştir.