Eero Saarinen lahir pada 20 Agustus 1910, dalam keluarga seniman di Kirkkonummi, Finlandia. Ayahnya, Eliel Saarinen, adalah seorang arsitek Finlandia yang terkenal, dan ibunya adalah seorang pematung. Sejak usia dini, Eero Saarinen menunjukkan bakat luar biasa dalam desain; pada usia 12 tahun, ia memenangkan hadiah pertama dalam kompetisi desain kotak korek api Swedia. Pada tahun yang sama, ayahnya meraih juara kedua dalam kontes desain untuk Menara Chicago Tribune—sebuah prestasi yang mendorongnya untuk memutuskan memindahkan seluruh keluarganya ke Amerika Serikat untuk memajukan kariernya.
Saarinen pindah ke AS bersama ayahnya ketika berusia 13 tahun. Pada tahun 1929, ia pergi ke Paris untuk belajar seni patung, tetapi setahun kemudian ia berubah pikiran dan kembali ke AS untuk meninggalkan seni patung dan beralih ke arsitektur. Ia lulus dari Departemen Arsitektur di Universitas Yale pada tahun 1934, dan kemudian menghabiskan dua tahun belajar di Eropa. Pada tahun 1937, ia menyelesaikan masa jabatannya sebagai pengajar di Cranbrook Academy of Art di Detroit, Michigan, dan mulai berpraktik arsitektur bersama ayahnya, sebuah kolaborasi yang berlangsung hingga ayahnya meninggal pada tahun 1950.