وُلد فيصل بن عبد العزيز بن عبد الرحمن بن فيصل بن تركي آل سعود في 14 صفر 1324 هـ / 14 أبريل 1906، في مدينة الرياض، وتوفيت والدته بعد خمسة شهور من ولادته. وسمّاه الملك عبد العزيز بفيصل لأنه كان معجباً بجده الإمام فيصل بن تركي (توفي سنة 1865) الذي كان شجاعاً وداهية، وصاحب عزيمة قوية، واستعاد المُلْك السعودي مرتين بعد ضياعه. تربى فيصل في بيت جديه لأمه الشيخ «عبد الله بن عبد اللطيف آل الشيخ» و«هيا بنت عبد الرحمن آل مقبل»، حيث لقِي منهما اهتماماً كثيراً وغمروه بعطفهم وحنانهم، كما تلقّى على يديهما العلم الشرعي، فكان لذلك أثر ديني على شخصيته، وقد تعلم القراءة والكتابة وختم القرآن على يد الشيخ محمد بن مصيبيح قبل أن يبلغ العاشرة من عمره. كما أثر فيه والده عسكرياً وسياسيًا، واختاره والده ليمثله في المحافل الدولية في سن مبكرة.
وَصف طفولته المؤرخ والمستشرق الروسي ألكسي فاسيليف في كتابه "الملك فيصل: شخصيّته وعصره وإيمانه" بقوله:
فيصل بن عبد العزيز آل سعود «توفيت والدة الملك فيصل بعد ولادته بخمسة أو ستة أشهر، وذكر البعض أن جدته كانت قد ابتهلت إلى الله أن يهب الطفل اليتيم مستقبلاً كريماً، وترعرع الصبي في بيت جده لأمه، واغترف من جده الإيمان العميق والصوم والصلاة وحسن السلوك وضبط النفس وعدم الانسياق وراء العواطف، والتحق بالكتاب وختم القرآن الكريم وأجلسوه على ظهر الحصان في احتفالية بهذه المناسبة، وبعدها كان يحضر مجالس العلماء في بيت جده ويصغي للمناقشات الفقهية. وقد كتب منير العجلاني عنه أنه سأله عما يحب قراءته فأجاب: بعد القرآن والسنة كتب التاريخ والأدب، وكان والده عبد العزيز قد جعل له أخاً يرافقه وكان اسمه مرزوق والذي قد اندهش منه نزلاء فندق «ولدورف آستوريا» في نيويورك حين وجدوه يتناول الطعام معه على طاولة واحدة.
وبدنياً كان «فيصل» ضعيف البنية عن أترابه ولكنه كان يتميز عنهم بالدهاء والفطنة والبسالة، وكانت له علاقة خاصة مع أخيه الأكبر تركي تتسم بالإعجاب، وقد كان له فرساً معجباً بها بشدة، وكان ممن شاركوا في الفتوحات والحملات العسكرية، وعندما سمح لأخيه فيصل بركوبها أنطلق بها في جولة بمدينة الرياض حينذاك دون سرج أو ركاب على مرأى من الجميع».
