Мать – старшая дочь Петра I Анна Петровна.
Отец – герцог Голштейн-Готторпский Карл Фридрих, племянник Карла XII.
Будущий российский император Петр III родился 10 февраля 1728 года в городе Киле, столице маленького германского герцогства Голштейн. При рождении мальчик получил тройное имя – Карл-Петр-Ульрих.
Герцог Карл Фридрих в честь рождения наследника устроил праздничный фейерверк. Его супруга, только что родившая сына, любуясь фейерверком у открытого окна, простудилась, заболела и скоропостижно умерла. Герцог не мог простить себе ее смерти и всю оставшуюся жизнь провел в тоске и печали. Своим сыном герцог почти не интересовался, перепоручив воспитание мальчика гувернерам и учителям.
Учителя у будущего российского императора были грубые и жестокие. Обер-гофмейстер Брюмер постоянно оскорблял мальчика и бил за малейшие провинности. Брюмер нередко морил ребенка голодом, а когда мальчик таскал с кухни хлеб, он гнал его от обеденного стола и заставлял стоять в углу на коленях с повешенной на шею картиной, изображающей осла.
В 1739 году умер отец Карла-Петра-Ульриха, и мальчик остался круглым сиротой. С раннего детства Карла-Петра заставляли учить шведский язык и латинскую грамматику. Еще ему постоянно внушали неуважение к России – победительнице в Северной войне – и настойчиво прививали нелюбовь ко всему русскому. Презрение к России прочно укоренилось в сознании ребенка на всю оставшуюся жизнь.