นายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ มีชื่อเล่นว่า "มาร์ค" เกิดวันที่ 3 สิงหาคม พ.ศ. 2507 ที่ เมืองนิวคาสเซิล ประเทศอังกฤษ บุตรชายคนเดียว ในจำนวนบุตร 3 คน ของ ศ.นพ.อรรถสิทธิ์ เวชชาชีวะ อดีตรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงสาธารณสุข กับ ศ.พญ.สดใส เวชชาชีวะ มีพี่สาว คือ ศ.พญ.อลิสา วัชรสินธุ แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านจิตเวชเด็กและ น.ส.งามพรรณ เวชชาชีวะ เจ้าของงานเขียน "ความสุขของกะทิ" รางวัลซีไรท์ ประจำปี พ.ศ. 2549
มื่อ ด.ช.อภิสิทธิ์ มีอายุไม่ถึงหนึ่งปี ครอบครัวเวชชาชีวะได้เดินทางกลับประเทศไทย ด.ช.อภิสิทธิ์ ได้เข้าเรียนระดับอนุบาลที่ โรงเรียนอนุบาลยุคลธรระดับประถมที่ โรงเรียนสาธิตจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จนจบชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 จากนั้นได้ย้ายกลับประเทศอังกฤษเพื่อเข้าเรียนที่ โรงเรียนสเกทคลิฟ และเรียนต่อที่ โรงเรียนมัธยมอีตัน ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำเอกชน ระดับเตรียมอุดมศึกษาที่มีชื่อเสียงแห่งหนึ่งของ กรุงลอนดอน ได้เข้าศึกษาต่อในระดับปริญญาตรีในสาขาวิชา ปรัชญา การเมืองและเศรษฐศาสตร์ (Philosophy, Politics and Economics, P.P.E.) ที่มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด สำเร็จการศึกษาตามหลักสูตร 3 ปี โดยได้รับเกียรตินิยมอันดับหนึ่ง นับเป็นคนไทยคนที่ 2 ที่ได้รับเกียรตินิยมอันดับหนึ่งในสาขาวิชานี้ ต่อจาก พระยาศรีวิศาลวาจา
ต้นปี พ.ศ. 2549 นายอภิสิทธิ์ได้รับปริญญา นิติศาสตรดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์จากมหาวิทยาลัยรามคำแหง จากการใช้ความรู้ความสามารถด้านกฎหมายปฏิบัติหน้าที่ในฐานะ สมาชิกสภาผู้แทนราษฎรรัฐมนตรี และผู้นำฝ่ายค้านในสภาผู้แทนราษฎร สื่อมวลชนจึงเรียกนายอภิสิทธิ์ว่า "ดร.อภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ" ในบางครั้ง