ג'יימס ביירון דין נולד ב-8 בפברואר 1931, בדירה שבעת הגבלים, בפינת רחוב 4 ורחוב מקלור, מריון, אינדיאנה, הילד היחיד של מילדרד מארי (וילסון) וווינטון דין. הוא היה בעיקר ממוצא אנגלי, עם כמויות קטנות יותר של מוצא גרמני, אירי, סקוטי וווליסי. הוא גם טען כי אביו היה חלקית יליד אמריקאי, וכי אמו שייכת ל"שושלת של מתיישבים מקורי שיכולה להימצא עד למייפלאוור". שש שנים לאחר שאביו עזב את החקלאות כדי להפוך לטכנאי שיניים, דין עבר עם משפחתו לסנטה מוניקה, קליפורניה. הוא נרשם שוב לבית הספר הציבורי ברנטווד בשכונת ברנטווד של לוס אנג'לס, קליפורניה, אך זמן קצר לאחר מכן הועבר לבית הספר היסודי מקינלי באינדיאנה. המשפחה מתה שם במשך מספר שנים, והיא נפטרה על ידי דין, עם כמויות קטנות יותר של מוצא
תשע.