刘亦菲父亲安少康是武汉大学法文系教授，母亲刘晓莉是国家一级舞蹈演员。当年，年仅8岁的刘亦菲在中南商都第二届“童花杯”童装模特大奖赛中获得冠军，刘亦菲十岁时，她的父母离异，刘亦菲便从武汉市江岸区鄱阳街小学退学，随母亲远赴美国读书。在刘亦菲10岁那年，刘晓莉和前夫离婚，不久后，在美国和一位华人律师再婚。
除了两段婚姻之外，在刘亦菲母女身边还有一个最重要的人，那就是富商陈金飞。外界传言，陈金飞其实是刘晓莉的老公，但是陈金飞曾出来辟谣，说只是教父和经纪人的身份。刘亦菲从《金粉世家》到《功夫之王》的角色，都是通过他接下的。即使是现在，刘亦菲的亚洲事务，也仍然由他打理。
因念书关系及待在美国时间较长，所以母亲将国籍就改为美国，但她自己强调，自己是个中国人。现在走在武汉的主要街道，仍然可以看见影楼里挂着她的艺术照片。在成为演员之前，刘亦菲也是武汉地区小有名气的摄影模特。“她特别优秀，我拍了七八年照片，极少碰到这么有个性的拍摄对象。她非常漂亮，一点也不怵镜头，镜头在她面前似乎不存在了。她表达自我的欲望非常强，很多姿势，根本不需要摄影师说，她便摆得很到位。当时我就想，这女孩以后肯定有发展。”这是武汉的一名摄影师对刘亦菲的评价。
