พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ทรงพระนามเดิมว่า “พระวรวงศ์เธอพระองค์เจ้าภูมิพลอดุลยเดช” ทรงเป็นพระราชโอรสในสมเด็จเจ้าฟ้ามหิดลอดุลยเดช กรมหลวงสงขลานครินทร์ (ต่อมาได้รับการเฉลิมพระนามาภิไธยเป็น สมเด็จพระมหิตลาธิเบศรอดุลยเดชวิกรม พระบรมราชชนก) และหม่อมสังวาล (ต่อมาได้รับการเฉลิมพระนามาภิไธย เป็นสมเด็จพระศรีนครินทรา บรมราชชนนี) พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ทรงเสด็จพระราชสมภพ เมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ.2470 ณ โรงพยาบาลเมานท์ออเบิร์น (MOUNT AUBURN) รัฐเมสสาชูเขตต์ (MASSACHUSETTS) ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยนายแพทย์ ดับบลิว. สจ๊วต วิตต์มอร์ บันทึกว่า เด็กชายมหิดล เกิดเมื่อ 08.45 น. (ตรงกับเวลา 20.45 น. ในประเทศไทย) น้ำหนัก 6 ปอนด์ 9 ออนซ์ สุขภาพสมบูรณ์

แต่แรกประสูตินั้น สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอฯ และพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันท์มหิดล  ทรงดำรงพระยศเป็น “หม่อมเจ้า” ต่อมาในปี 2470 เมื่อพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้ขึ้นเถลิงถวัลยราชสมบัติแล้ว ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เลื่อนฐานันดรศักดิ์พระเจ้าหลานเธอขึ้นเป็น “พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้า”

ในปี 2471 สมเด็จพระบรมราชชนกสำเร็จวิชาการแพทย์จากสหรัฐอเมริกา ทรงพาครอบครัวเสด็จกลับประเทศไทย ประทับ ณ วังสระปทุม ซึ่งเป็นวังที่รัชกาลที่ 5 พระราชทานแก่สมเด็จพระบรมราชชนก พระราชโอรสองค์เล็ก และเป็นที่ประทับของ “สมเด็จย่า” สมเด็จพระศรีสวรินทิรา พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า จนพระเจ้าอยู่หัวมีพระชนมายุ 1 พรรษากับ 9 เดือนเศษ สมเด็จพระราชบิดาเสด็จทิวงคต ทำให้สมเด็จพระบรมราชชนนีทรงรับภาระเลี้ยงดูพระราชโอรสพระราชธิดาด้วยพระองค์เอง  

เมื่อพระชนมายุได้ 5 พรรษา ทรงเข้ารับการศึกษาที่โรงเรียนมาแตร์เดอี กรุงเทพมหานคร แต่ไม่นานเกิดเปลี่ยนแปลงการปกครองขึ้น สมเด็จพระบรมราชชนนี จึงทรงดำริจะพาพระราชโอรส พระราชธิดา เสด็จไปศึกษาต่อ ณ เมืองโลซานน์ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ในชั้นประถมศึกษา ที่โรงเรียนเมียร์มองต์ (MERRIMENT) ในปี พ.ศ. 2478 ได้ทรงเข้าศึกษาต่อที่โรงเรียนมัธยมนูเวล เดลอลา สวิสโลมางค์ และศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยโลซานต์ แผนกวิทยาศาสตร์  ต่อมาในปี พ.ศ.2481 ได้เสด็จนิวัตกลับประเทศไทยครั้งแรก พร้อมด้วยสมเด็จพระบรมเชษฐาธิราช สมเด็จพระบรมราชชนนี และสมเด็จพระนางเจ้าพี่นางเธอ ประทับอยู่เป็นเวลา 2 เดือน ก็เสด็จกลับไปศึกษาต่อ

ครั้นเมื่อวันที่ 9 มิถุนายน พ.ศ. 2489 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล ทรงเสด็จสวรรคตโดยกะทันหัน คณะรัฐมนตรีได้มีมติให้กราบบังคมทูลอัญเชิญ สมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอเจ้าฟ้าภูมิพลอดุลยเดช เสด็จขึ้นครองราชสมบัติขึ้นเป็นพระมหากษัตริย์องค์ที่ 9 แห่งราชวงศ์จักรี ทรงมีพระนามว่า “พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช มหิตลาธิเบศรามาธิบดีจักรีนฤบดินทรสยามินทราธิราช บรมนาถบพิตร”  ซึ่งในขณะนั้นมีพระชนมาพุเพียง 19 พรรษาเท่านั้น ยังไม่บรรลุนิติภาวะ

คณะรัฐมนตรีจึงได้แต่งตั้งคณะผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ขึ้น ซึ่งประกอบไปด้วย พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมขุนชัยนาทนเรนทร และพระยามานวราชเสวี เพื่อทำหน้าที่บริหารราชการแผ่นดินจนกว่าพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช จะทรงบรรลุนิติภาวะ ทั้งยังทรงมีภารกิจในการศึกษาต่ออีกอย่างหนึ่งด้วย ทรงเสด็จกลับประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ.2489 และเข้าศึกษาต่อในมหาวิทยาลัยโลซานน์ ในสาขาวิชารัฐศาสตร์แทนสาขาวิศวกรรมศาสตร์ เนื่องด้วยทรงคำนึงถึงพระราชภารกิจในการปกครองประเทศเป็นสำคัญ

ขณะที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ทรงศึกษาอยู่นั้น ได้ทรงประสบอุบัติเหตุทางรถยนต์ โดยสมเด็จ
ระหว่างที่ประทับอยู่ต่างประเทศนั้น ได้ทรงหมั้นกับหม่อมราชวงศ์สิริกิตติ์ กิติยากร ธิดาในพระวรวงศ์เธอกรมหมื่นจันทบุรีสุรนาถ และหม่อมหลวงบัว กิติยากร เมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม พ.ศ. 2492 และได้จัดพระราชพิธีอภิเษกสมรสขึ้นในปี พ.ศ. 2493 และสถาปนาขึ้นเป็น สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์พระบรมราชินี

ทรงได้เข้าพิธีพระบรมราชาภิเษกในวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2493 ณ พระที่นั่งไพศาลทักษิณในพระบรมมหาราชวัง ภายหลังจากพระราชพิธีพระบรมราชาภิเษกแล้วได้ทรงเสด็จพระราชดำเนินกลับประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เพื่อทำการรักษาพระสุขภาพอันเนื่องมาจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ ตามคำแนะนำของแพทย์ชาวสวิตเซอร์แลนด์ และทรงนิวัตกลับประเทศไทยในปี พ.ศ. 2494