Dzieciństwo i młodość thumb|Plebania Bjørgan, miejsce urodzenia Bjørnstjerne Bjørnsona Bjørnstjerne Bjørnson urodził się na plebanii Bjørgan, we wsi Kvikne, około 100 km na południe od Trondheim. Był najstarszym z sześciorga dzieci Inger Elise Nordraak (1808–1897) i luterańskiego pastora z rodziny chłopskiej, Pedera Bjørnsona (1798–1871), którego w 1837 przeniesiono do parafii w Nesset (prowincja Romsdal). Pierworodny otrzymał imiona po swoim dziadku Bjørnie i po Marcinie Lutrze, ale rodzice uznali, że pierwsze imię powinno być bardziej niezwykłe, stąd Bjørnstjerne (połączenie słów „niedźwiedź” i „gwiazda”)Hans H. Skei, Bjørnstjerne Bjørnson, [w:] Dictionary of Literary Biography, red. Clark Bruccoli, Cengage Gale, Detroit 2007, t. 329, s. 147..
Od najmłodszych lat pasjonowały go sagi, powieści historyczne Bernharda Ingemanna, opowiadania marynistyczne kapitana Fredericka Marryata i baśnie spisywane przez Petera Christena Asbjørnsena. Już w wieku 11 lat układał wiersze i wydawał własną, ręcznie pisaną gazetkęGrzegorz Górny, Leksykon laureatów literackiej Nagrody Nobla, Agencja Wydawnicza Zebra, Kraków 1993, s. 11.. Po pięciu latach gimnazjum w pobliskim Molde, 17-letni Bjørnstjerne wyjechał do Christianii (od 1925 Oslo), żeby w prywatnej, renomowanej szkole Henrika Heltberga przygotować się do studiów.