Martin Luther King, est le fils du pasteur baptiste Martin Luther King Sr. et d'Alberta Williams King, organiste d'église. Il a une sœur aînée Christine King Ferris et un plus jeune frère Albert Daniel Williams King. Il grandit au sein de l'Amérique ségrégationniste. Sa première expérience de la ségrégation raciale date de ses six ans quand deux camarades de jeu blancs lui disent qu'ils ne sont plus autorisés à jouer avec lui. Sa mère lui explique que c'est parce qu'ils sont maintenant dans des écoles ségrégationnistes blanches, mais lui souligne qu'il est aussi bon que n'importe qui.
En 1939, il chante avec le chœur de son église à Atlanta pour la première du film
Autant en emporte le vent.
Il entre à l'âge de 15 ans à Morehouse College, une université réservée aux garçons noirs, après avoir sauté deux années de lycée et sans avoir officiellement obtenu son certificat de graduation. Il en sort diplômé avec un Bachelor of Arts en sociologie le 20 juin 1948 et rentre au Crozer Theological Seminary pour un Bachelor of Divinity à Chester (Pennsylvanie) — qui correspond à une licence en théologie — qu'il obtient le 12 mai 1951. Il reçoit un Doctor of Philosophy de l'Université de Boston le 18 juin 1955.
Des accusations de plagiat contre sa thèse de doctorat à l'université de Boston aboutissent en 1991 à une enquête officielle des responsables de cette université. Ceux-ci concluent qu'un tiers environ de la thèse est plagié d'un article écrit par un étudiant diplômé antérieurement, mais il est décidé de ne pas retirer son titre à Martin Luther, car la thèse constitue tout de même « une contribution intelligente au savoir ». On trouve également des emprunts tacites dans certains discours de King, mais Keith Miller soutient que dans ce dernier cas, c'est une pratique courante des Afro-américains et que l'on ne peut considérer cela comme du plagiat. Toutefois, comme Theodore Pappas le note dans son livre sur le sujet, Martin Luther avait en fait suivi un cours sur les normes de la production intellectuelle et le plagiat à l'université de Boston.
Il se marie le 18 juin 1953 avec Coretta Scott qui prendra son nom pour devenir Coretta Scott King. Ils ont ensemble quatre enfants : Yolanda, née en 1955, Martin Luther King III, né en 1957, Dexter Scott, né en 1961, et Bernice en 1963.