Jonathan Rhys-Meyers nació con el nombre de Jonathan Michael Francis O'Keeffe en Dublín, Irlanda. Su nombre artístico deriva del apellido de soltera de su madre, Meyers.

Rhys-Meyers nació con un serio problema del corazón, y fue bautizado poco después de su nacimiento porque temían que no sobreviviera lo suficiente para una ceremonia tradicional de bautismo. Pasó los primeros meses de su vida en un hospital.

Un año después de su nacimiento, su familia se mudó al Condado de Cork, donde aún residen. Cuando Rhys-Meyers tenía tres años, sus padres se divorciaron. Su madre lo crió a el y a su hermano Alan, mientras que sus otros hermanos se fueron a vivir en la casa de su abuela junto a su padre. No se mantendrían en contacto por varios años.

Siendo todavía adolescente, conoció a un granjero anglo-irlandés quien le adoptó y con el que se fue a vivir a Buttevant.