สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ ทรงมีพระภาดา (พี่ชาย) 2 องค์ และและพระขนิษฐภคินี (น้องสาว) 1 องค์ ดังนี้
     1. หม่อมราชวงศ์กัลยาณกิติ์ กิติยากร (ชาตะ พ.ศ. 2472)
     2. หม่อมราชวงศ์อดุลกิติ์ กิติยากร (ชาตะ พ.ศ. 2473)
     3. หม่อมราชวงศ์หญิง บุษบา กิติยากร (ชาตะ พ.ศ. 2477)

ในระหว่างยังทรงพระเยาว์ สถานการณ์บ้านเมืองไม่สู้สงบนัก เนื่องจากเพิ่งพ้นจากช่วงของการเปลี่ยนแปลงการปกครอง (24 มิถุนายน 2475) ได้ไม่นาน หม่อมเจ้านักขัตรมงคลต้องทรงออกจากราชการ รัฐบาลแต่งตั้งให้ไปรับตำแหน่งเลขานุการเอกประจำสถานทูตสยาม ณ กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ส่วนหม่อมหลวงบัวซึ่งมีครรภ์แก่ ได้เดินทางไปสมทบหลังจากให้กำเนิดหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์แล้ว โดยมอบหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ให้อยู่ในความดูแลของบิดาและมารดาของหม่อมหลวงบัว ดังนั้น จึงต้องอยู่ไกลจากบิดามารดาตั้งแต่อายุน้อย บางคราวต้องเดินทางไปต่างจังหวัด เช่น พ.ศ. 2476 หม่อมเจ้าอัปสรสมาน กิติยากร พระมารดาของหม่อมเจ้านักขัตรมงคล ได้ทรงรับนัดดาตามเสด็จพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ไปอยู่ที่จังหวัดสงขลา ปลายปี พ.ศ. 2477 หม่อมเจ้านักขัตรมงคลทรงลาออกจากราชการแล้วกลับมาประเทศไทย จึงทำให้หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ซึ่งขณะนั้นอายุได้ 2 ปี 6 เดือน ได้กลับมาอยู่รวมพร้อมหน้ากันทั้งครอบครัว ณ ตำหนักบริเวณถนนกรุงเกษม ปากคลองผดุงกรุงเกษม ริมแม่น้ำเจ้าพระยา

การศึกษา
เมื่อหม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์มีอายุได้ 4 ขวบ ใน พ.ศ. 2479 ก็ได้เข้ารับการศึกษาครั้งแรกในชั้นอนุบาลที่โรงเรียนราชินี ทว่าในขณะนั้น แม้เหตุการณ์ด้านการเมืองภายในประเทศไทยจะสงบลง แต่สถานการณ์ระหว่างประเทศก็ไม่สงบ กล่าวคือ สงครามมหาเอเชียบูรพาเริ่มแผ่ขยายมาถึงประเทศไทย กรุงเทพมหานครถูกโจมตีทางอากาศหลายครั้งจนการคมนาคมไม่สะดวก พระบิดาจึงให้หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ย้ายไปเรียนที่โรงเรียนเซนต์ฟรังซีสซาเวียร์คอนแวนต์ เพราะอยู่ใกล้วังพระบิดา ได้เรียนที่นั่นตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 จนจบชั้นมัธยมศึกษา หม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ได้เรียนเปียโน ซึ่งเรียนได้ดีและเร็วเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังได้ศึกษาภาษาอังกฤษและภาษาฝรั่งเศสด้วย

ปี พ.ศ. 2489 สงครามโลกครั้งที่สองสงบลง หม่อมเจ้านักขัตรมงคลต้องเสด็จไปดำรงตำแหน่งรัฐทูตวิสามัญและอัครราชทูตผู้มีอำนาจเต็มประจำสำนักเซนต์เจมส์ ประเทศอังกฤษ ทั้งนี้โดยได้ทรงพาครอบครัวทั้งหมดไปอยู่ด้วย ในเวลานั้นหม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ มีอายุได้ 13 ปีเศษ และเรียนจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 แล้ว ขณะที่อยู่ในประเทศอังกฤษ หม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ได้ศึกษาต่อทั้งวิชาภาษาอังกฤษและฝรั่งเศส และวิชาเปียโนกับครูพิเศษ หลังจากนั้นไม่นาน พระบิดาย้ายไปเดนมาร์กและฝรั่งเศส ตามลำดับ ขณะที่หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ก็ยังคงเรียนเปียโน และตั้งใจจะศึกษาต่อในวิทยาลัยการดนตรีที่มีชื่อเสียงของกรุงปารีส

ระหว่างที่อยู่ในประเทศฝรั่งเศส หม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ได้มีโอกาสรับเสด็จพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ภูมิพลอดุลยเดช (ขณะนั้น ทรงศึกษาต่อที่สวิตเซอร์แลนด์หลังจากเสด็จขึ้นครองสิริราชย์สมบัติ) ซึ่งพระองค์เสด็จประพาสกรุงปารีส โดยทางรถยนต์จากสวิตเซอร์แลนด์ เพราะประสงค์จะเลือกซื้อรถยนต์พระที่นั่งแทนคันเดิม และยังได้รับชมการแสดงดนตรีของคณะที่มีชื่อเสียงด้วย ในระหว่างที่เสด็จพระราชดำเนินมายังกรุงปารีส ก็ได้ประทับที่สถานทูตไทยประจำประเทศฝรั่งเศสเช่นเดียวกันกับนักเรียนไทยคนอื่นในสมัยนั้น ทั้งนี้เนื่องจากพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ทรงโปรดการดนตรีเป็นพิเศษ ขณะที่หม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ก็สนใจศิลปะเช่นกัน ทำให้เกิดความความสัมพันธ์ขึ้น

ทรงหมั้น
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวฯ ทรงประสบอุบัติเหตุทางรถยนต์ ณ ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ในวันที่ 3 ตุลาคม พ.ศ. 2491 ทรงเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลแห่งหนึ่งโดยมีหม่อมหลวงบัวและหม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ เข้าเฝ้าฯ เยี่ยมพระอาการเป็นประจำ และในช่วงระยะเวลาที่หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์อยู่เฝ้าฯ ถวายพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวที่สวิตเซอร์แลนด์นั้น สมเด็จพระราชชนนีศรีสังวาลย์ (พระนามในเวลานั้น) ได้ทรงรับเป็นธุระจัดการให้หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์เข้าศึกษาในโรงเรียน Pensionnat Riante Rive ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำแห่งหนึ่งของโลซาน ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ครั้นเมื่อพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงหายจากอาการประชวรแล้ว ก็ได้ทรงหมั้นหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์เป็นการภายในเมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม พ.ศ. 2492

หลังจากทรงหมั้นแล้ว หม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ยังคงศึกษาต่อ กระทั่ง พ.ศ. 2493 เมื่อพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเสด็จพระราชดำเนินนิวัตพระนครเพื่อร่วมพระราชพิธีถวายพระเพลิงพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล พระเจ้าอยู่หัวโปรดฯ ให้หม่อมราชวงศ์หญิงสิริกิติ์ตามเสด็จพระราชดำเนินกลับมาด้วย

อภิเษกสมรส
28 เมษายน พ.ศ. 2493 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้จัดการพระราชพิธีราชาภิเษกสมรสขึ้น ณ วังสระปทุม และโปรดเกล้าฯ สถาปนาหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ขึ้นเป็น สมเด็จพระราชินีสิริกิติ์ ต่อมา พระบาทสมเด็จพระหัวอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช ได้โปรดเกล้าฯ ให้มีพระราชพิธีบรมราชาภิเษกขึ้นในวันที่ 5 พฤษภาคม 2493 และโปรดฯ ให้เฉลิมพระนามาภิไธย สมเด็จพระราชินีสิริกิติ์ เป็น สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินี หลังจากนั้นทั้งสองพระองค์ได้เสด็จฯ กลับไปยังสวิตเซอร์แลนด์เพื่อทรงรักษาพระองค์และทรงศึกษาต่อ แล้วเสด็จฯ กลับมาอีกครั้งในปี พ.ศ. 2495

พระราชโอรสธิดา
สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ ทรงมีพระราชโอรส และพระราชธิดา 4 พระองค์ ดังนี้
     1. สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าหญิงอุบลรัตนราชกัญญา สิริวัฒนาพรรณวดี ประสูติ ณ สถานพยาบาลมองซัวซี นครโลซาน ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เมื่อวันที่ 5 เมษายน พ.ศ. 2494 ต่อมาได้ทรงลาออกจากฐานันดรศักดิ์ เพื่อสมรสกับนายปีเตอร์ เลด เจนเซ่น ชาวอเมริกัน ทรงมีพระโอรส 1 องค์ และพระธิดา 2 องค์ (ปัจจุบัน ทรงพระนามว่า ทูลกระหม่อมหญิงอุบลรัตน์ราชกัญญา สิริโสภาพรรณวดี)
     2. สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าวชิราลงกรณ บรมจักราดิศรสันตติวงศ์ เทเวศรธำรงสุรบริบาล อภิคุณูประการมหิตลาดุลเดชภูมิพลนเรศวรางกูร กิติสิริสมบูรณ์ สวางควัฒน์ บรมขัตติยราชกุมาร ประสูติ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2495 ต่อมา ทรงได้รับการสถาปนา ขึ้นเป็น สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิราลงกรณ สยามมกุฏราชกุมาร เมื่อ พ.ศ. 2515 
     3. สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าสิรินธรเทพรัตนสุดา กิติวัฒนาดุลโสภาคย์ ประสูติ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน เมื่อวันที่ 2 เมษายน พ.ศ. 2498 ต่อมาทรงได้รับพระราชทานโปรดเกล้าฯ ให้เฉลิมพระอิสริยยศ เป็น สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา เจ้าฟ้ามหาจักรีสิรินธร รัฐสีมาคุณากรปิยชาติ สยามบรมราชกุมารี เมื่อ พ.ศ. 2520 
     4. สมเด็จพระเจ้าลูกเธอ เจ้าฟ้าจุฬาภรณวลัยลักษณ์ อัครราชกุมารี ประสูติ ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน เมื่อวันที่ 4 กรกฏาคม พ.ศ. 2500 ทรงอภิเษกสมรสกับ เรืออากาศโท (ยศในขณะนั้น) วีระยุทธ ดิษยะศริน ทรงมีพระธิดา 2 พระองค์

ผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์
ปี พ.ศ. 2499 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เสด็จฯ ออกผนวช ระหว่างวันที่ 22 ตุลาคม – 5 พฤศจิกายน (15 วัน) และระหว่างที่ผนวช ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินี เป็นผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์ ในภายหลังพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว จึงได้โปรดเกล้าฯ ให้เฉลิมพระนามาภิไธยเป็นสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ ในวันเฉลิมพระชนมพรรษา 5 ธันวาคม ปี พ.ศ. 2499