1927年,卢燕出生于北京,成长于上海,祖籍为广东省中山市。父亲卢家騋系广东省香山县(今广东中山)的望族,保定军校出身,曾出任外交官,后改行经商,母亲是被人称为“坤伶须生泰斗”的京剧名角李桂芬。少年时期寄居在梅兰芳家中九年。其间,梅兰芳教她表演昆曲,虽然卢燕也曾想正式学戏,但是被母亲以没有天赋为由而否定。小时候的卢燕学习成绩颇好,是个安分守己的孩子,能够赢得别人的信任,因此在母亲建议下开始学习财务管理。16岁时,卢燕和梅葆玖一起在上海黄金大戏院登台演出。1945年,从上海裨文女子中学毕业,考入上海圣约翰大学。同年,转入交通大学学习,就读于财务管理系。
1947年,卢燕移居美国檀香山,在夏威夷大学攻读财务管理专业,兼修戏剧与演讲。为了生计,她不断在图书馆管理员、报馆记者、普通话教师等各种角色间切换,后在檀香山的医院找到了一份出纳工作,并最终升任为医院财务总监。结婚后,因为丈夫的工作需要,于1956年移居加利福尼亚州洛杉矶,并开始在国防语言学院当老师。后来,在丈夫鼓励下,进入帕萨迪纳戏剧学院表演系进行深造。期间,她成为帕萨迪纳戏剧学院的最优等生,担任毕业话剧《八月茶室》主演。
卢燕(左一)与母亲合影卢燕(右一)与表兄合影卢燕(左一)与梅兰芳等人合影卢燕(右一)与母亲合影