נולאן נולד בווסטמינסטר, לונדון, וגדל בהייגייט. אביו האנגלי, ברנדן ג'יימס נולאן, היה מנהל פרסום, ואמו האמריקאית, כריסטינה (נולדה ג'נסן), עבדה כמלמדת אנגלית. ילדותו חולקה בין לונדון ואוונסטון, אילינוי, ויש לו אזרחות בריטית ואמריקאית. יש לו אח מבוגר, מתיו פרנסיס נולאן, פושע מורשע, ואח צעיר, ג'ונתן. הוא החל לעשות סרטים בגיל שבע, השאיל את מצלמת סופר 8 של אביו וצילם סרטים קצרים עם דמויות האקשן שלו. גדל, נולאן הושפע במיוחד מ-2001: אודיסית החלל (1968) ומלחמת הכוכבים (1977). בסביבות גיל שמונה, הוא עשה ציון אניימציה עצירה אחרון שנקרא מלחמת החלל. דודו, שעבד ב-NASA בבניית מערכות הדרכה לכמה מסוכבי אפולון, שלחזר אותו, ו
אנגלית