Miała pochodzenie łemkowsko-karpatorusińskie.
Jej syn, Dodd Darin, napisał w biografii o rodzicach, zatytułowanej Dream Lovers, że Mary, matka Dee, i jej ciotka Olga „były pierwszą generacją córek rosyjsko-ortodoksyjnej pary z klasy robotniczej”. Dee napisała: „należeliśmy do Rosyjskiego Kościoła Prawosławnego, a tam, podczas spotkań towarzyskich, odbywały się tańce”. Po zmianie nazwiska na Sandra Dee, w wieku 12 lat rozpoczęła karierę jako modelka, pracując dla czołowej nowojorskiej agencji.
W związku z rokiem urodzenia Dee pojawiły się nieścisłości ponieważ dowody wskazywały zarówno na 1942 jak i 1944 rok. Rejestry prawne, m.in. jej kalifornijski dokument rozwodowy (Bobby Darin), Social Security Death Index (SSDI) oraz napisy na jej nagrobku [data dostępu: 4 lipca 2015] potwierdzają rok jej urodzenia jako 1942. W wywiadzie udzielonym w 1967 roku dla „Oxnard Press-Courier” przyznała, że w 1960 roku, kiedy pierwszy raz spotkała Darina, miała 18 lat, a trzy miesiące później wzięli ślub., interactive.ancestry.com [data dostępu: 9 maja 2014]. Według książki autorstwa jej syna, Dee miała się urodzić w 1944 roku. Jednak, zaczynając karierę modelki i aktorki w młodym wieku, wraz z matką fałszywie odmłodziły Dee, dzięki czemu miała do wyboru więcej ofert pracy.