貝多芬一家原籍佛蘭德梅赫倫[3]。他名字中的「范」(van)並非德語中的「von」(馮),不代表任何貴族封號,而是用來顯示其家鄉。貝多芬的祖父,也同名路德維希·范·貝多芬,20歲時遷居波昂[4],在科隆選帝侯宮廷內當一位樂隊長。父親約翰則是一位唱詩班男高音[5]。母親瑪麗亞·馬達琳娜·凱維利希(Maria Magdalena Keverich)是宮廷禦廚的女兒,在嫁給約翰之前曾結過一次婚並有一子,但前夫與兒子皆早逝。她與約翰婚後曾在1769年8月2日產下一子,名路德維希·瑪麗亞·范·貝多芬(Ludwig Maria van Beethoven)。
貝多芬的位於波昂的出生寓所,現在作為貝多芬之家使用(左邊大門即為入口)
1770年12月17日,這段婚姻中的第二個兒子路德維希·范·貝多芬以「Ludovicus van Beethoven」之名受洗。日後人們普遍認為這個孩子是在1770年12月16日在波昂的波昂胡同(Bonngasse)街20號出生的。路德維希的父母還生下了五個子女,但只有第二和第三個活了下來:卡斯帕·安東·卡爾·范·貝多芬(Kaspar Anton Karl van Beethoven)和尼古拉斯·約翰·范·貝多芬(Nikolaus Johann van Beethoven)。不幸夭折的三位則是:在1779年受洗的安娜·馬里亞·弗蘭切斯卡(Anna Maria Franziska,只活了四歲)、1781年出生的弗蘭茲·格奧爾格(Franz Georg,兩歲時離世)、1786年受洗的馬里亞·馬格麗塔(Maria Margaretha,在周歲之年夭折)[6]。
早期貝多芬家庭情況還算如意;約翰的經濟狀況不錯,老路德維希在經濟上也能幫助一下這個家庭[7]。約翰有酗酒的習慣且脾氣暴躁,母親則體弱多病,這是日後作為長子的貝多芬必須挑起家庭重擔的重要原因之一。也正是因此,貝多芬愛母親遠勝於父親。貝多芬可能在5歲時患有中耳炎,但並沒有得到很好的治療,這可能為其日後的耳疾埋下禍根。
貝多芬很小就開始接受音樂訓練,啟蒙老師正是其父[8]。6歲就能作曲的莫紮特無疑給貝多芬的父親立了一個榜樣。為了使自己的兒子貝多芬也成為一位神童,約翰很早就教貝多芬彈奏鋼琴,稍有彈錯就是一頓毒打。這樣的做法雖然使得貝多芬在8歲(1778年)時就能在科隆登台演出[9],11歲就在劇院樂隊演出,13歲就成為風琴師,並發表了3首奏鳴曲,但卻顯得揠苗助長。約翰有時甚至會在深夜將貝多芬從床上拉起,要他在朋友面前演示其音樂才能。貝多芬因此在上學時顯得注意力不夠集中。11歲的時候,他因父親財力不濟而被迫輟學,因此他在學校所學到的應該不會很多;而此時的貝多芬和其他11歲的孩子是沒有什麼差別的。