ווטסון נולדה בפריס, צרפת, בתם של עורכי הדין האנגלים ג'קלין לוזבי וכריס ווטסון. ווטסון חיה עד גיל חמש במייסון-לאפיט ליד פריס. הוריה נפרדו כשהייתה צעירה; לאחר גירושים, ווטסון עברה לגור עם אמה באוקספורד שיראה את סופי השבוע בבית אביה בלונדון. ווטסון הצהירה כי היא דוברת קצת צרפתית, אם כי "לא כל כך טוב" כמו בעבר. לאחר שעברה לאוקספורד עם אמה ואחיה, היא למדה בבית הספר הדרקון באוקספורד, ונשארה שם עד גיל שש. מגיל שש רצתה להיות שחקנית, והתאמנה בחטיבת אוקספורד של Stagecoach Theatre Arts, בית הספר במשרה חלקית שבו למדה שירה, ריקוד ופעילות. עד גיל עשרה, ווטסון חיה בארבע שעות בכל מחזה ומבצעים ליד פריס עד גיל חמש.
פריז