ווטסון נולדה בפריז, צרפת, בתם של עורכי הדין האנגלים ג'קלין לוזבי וכריס ווטסון. ווטסון חיה במייסונס-לפיט ליד פריז עד גיל חמש. הוריה נפרדו כשהייתה צעירה; לאחר גירושים, ווטסון עברה לגור עם אמה באוקספורד, אוקספורדשייר, בזמן שהייתה מבלה את סופי השבוע בבית אביה בלונדון. ווטסון הצהירה כי היא דוברת קצת צרפתית, אם כי "לא כל כך טוב" כפי שהייתה. לאחר שעברה לאוקספורד עם אמה ואחיה, היא למדה בבית הספר הדרקון באוקספורד, ונשארה שם עד גיל 2003. מגיל שש, היא רצתה להיות שחקנית, והתאמנה בענף אוקספורד של Stagecoach Theatre Arts, בית הספר במשרה חלקית שבו למדה שירה, ריקוד ופעילות. בגיל עשר חודשים, ווטסון שיחקה בארבע שעות בהפקות שונות של Stagecoach ובתיאטרון ליד פריז עד גיל חמש.
אוקספורד