Grace Patricia Kelly est issue d'une famille paternelle irlandaise et catholique. Son père, John B. Kelly, Sr., a construit la fortune familiale ; aussi grand sportif qu'entrepreneur, il a remporté deux médailles d'or olympiques en 1920 à Anvers ainsi qu'une en 1924 à Paris en aviron. Sa mère Margaret Katherine Majer, ancienne championne de natation et mannequin de mode, est d'origine prussienne. Ses parents incarnent le rêve américain.

John B. Kelly avait une s½ur Grace, morte en bas âge. Conformément au souhait de sa défunte mère Mary Costello Kelly, il donne à sa fille le prénom de sa s½ur. Grace Patricia Kelly a deux s½urs, Peggy (13 juin 1925 – 23 novembre 1991) et Elizabeth Anne (25 juin 1933 – 24 novembre 2009), surnommée « Lizanne », et un frère, John B. Kelly, Jr. (24 mai 1927 – 2 mai 1985), surnommé « Kell », médaillé de bronze en aviron aux Jeux olympiques d'été de 1956. Ils sont élevés « à la prussienne » dans l'austérité et le culte de l'effort

John B. Kelly avait une s½ur Grace, morte en bas âge. Conformément au souhait de sa défunte mère Mary Costello Kelly, il donne à sa fille le prénom de sa s½ur. Grace Patricia Kelly a deux s½urs, Peggy (13 juin 1925 – 23 novembre 1991) et Elizabeth Anne (25 juin 1933 – 24 novembre 2009), surnommée « Lizanne », et un frère, John B. Kelly, Jr. (24 mai 1927 – 2 mai 1985), surnommé « Kell », médaillé de bronze en aviron aux Jeux olympiques d'été de 1956. Ils sont élevés « à la prussienne » dans l'austérité et le culte de l'effort