natomiast ze strony matki Karol, książę Västergötlandu, członek szwedzkiej rodziny królewskiej i Ingeborga, księżniczka urodzona w duńskiej rodzinie królewskiej.
Miała dwóch młodszych braci: Baldwina I, króla Belgów i Alberta II, króla Belgów oraz troje przyrodniego rodzeństwa: księcia Aleksandra, księżniczkę Marię-Krystynę i księżniczkę Marię-Esmeraldę.
Została ochrzczona w wierze katolickiej miesiąc po swoich narodzinach. Jej rodzicami chrzestnymi zostali Karol, hrabia Flandrii (stryj) i Szarlotta, wielka księżna Luksemburga (jej przyszła teściowa). Imię nadano jej na cześć Józefiny, cesarzowej Francji, żony Napoleona I.
29 sierpnia 1935 jej ciężarna matka zginęła w wypadku samochodowym w Lucernie. Jej ojciec otoczył troje osieroconych dzieci opieką i zadbał, by utrzymywały kontakty z rodziną matki. W 1941 ożenił się z Marią Lilianą Baels, ale małżeństwo nie zostało uznane za dynastyczne.
Edukacja Księżniczka rozpoczęła naukę w specjalnie dla niej utworzonej klasie w Pałacu Królewskim w Brukseli. W 1940 zaczęła uczęszczać do szkoły, ale nadal była uczona przez prywatnych nauczycieli. 7 czerwca 1944 jej rodzina została ujęta przez nazistów, którzy wylądowali w Normandii i odesłana do aresztu domowego do Niemiec.