مهشید امیرشاهی در تاریخ ۲۰ فروردین ۱۳۱۶ (۹ آوریل ۱۹۳۷) در کرمانشاه متولد شده است. او دومین دختر از سه دختر امیر امیرشاهی و مولود خانلری است. پدرش از قضات عالی رتبه و نشستهٔ دادگستری بود و مادرش از فعالان سیاسی و زنان برجستهٔ دوران خود به شمار می‌رفت. پدر وی با بسیاری از رجال دوران آشنایی و رفت‌وآمد داشت و مادرش به دلیل خویشاوندی و گرایش‌ها سیاسی با برخی از پایه گذاران حزب توده نظیر عبدالصمد کامبخش و اختر کامبخش، نورالدین کیانوری و مریم فیروز و احسان طبری ارتباط داشت.
تحصیلات ابتدایی و بخشی از دبیرستان را در مدارس فیروزکوهی و نوربخش انجام داد. سپس به شبانه‌روزی چارتر تاورز در ساسکس انگلستان رفت و بعد از اخذ A Level و O Levelهای لازم در دانشگاه لندن Woolwich Polytechnic به تحصیلات در رشتهٔ فیزیک ادامه داد. وی در تمام دورهٔ تحصیل خود شاگردی ممتاز بود.