حضرت آیت الله حاج سید علی حسینی خامنه ای در سال 1318 در شهر مقدس مشهد پا به عرصه وجود گذاشتند. خانواده ایشان از روحانیون معتبر به شمار می آمدند و پدرشان آیت الله آقای حاج سید جواد از مجتهدین و علمای به نام مشهد بود که سال های طولانی صبح ها در مسجد گوهرشاد و شهرها و شب ها در مسجد بازار مشهد، اقامه جماعت می نمود. جد ایشان آیت الله سید حسین خامنه ای از علمای آذربایجان مقیم نجف بود. وی قبلاً در محله «خیابان» تبریز اقامت داشت، سپس به نجف اشرف سفر کرده و در آنجا به درس و بحث اشتغال ورزیده بود. وی مردی پرهیزکار و اهل علم و تقوی و زهد بود که عمری را با قناعت گذرانده بود. مادر ایشان، دختر آقا سید هاشم نجف آبادی میردامادی است که از علمای معروف مشهد بود. وی زنی پاکدامن و آشنا به مسائل اسلامی و متخلق به اخلاق الهی استدوران کودکی با تربیت پدری سخت گیر و مراقب اما به شدت مهربان و دوست داشتنی و مادری مهربان تر در نهایت عسرت و تنگدستی با حاصلی از زی طلبگی قرین بود. حضرت آیت الله خامنه ای در این باره می گویند:
«دوران کودکی ما بسیار در عسرت می گذشت، خاصه که کودکی من مصادف با ایام جنگ نیز بود با اینکه مشهد در کرانه جنگ واقع بود و همه چیز نسبت به شهرهای دیگر کشود در آن ارزان و فراوان بود؛ معهذا وضع خانواده ما به طوری بود که ما حتی همیشه نمی توانستیم نان گندم بخوریم و معمولاً نان جو می خوردیم. من شب هایی از کودکی را به یاد می آورم که در منزل شام نداشتیم و مادر با پول خردی که بعضی وقت ها مادر بزرگم به من یا یکی از برادران و خواهرانم می داد، قدری کشمش یا شیر می خرید تا با نان بخوریم... منزل پدری من که در آن متولد شده ام تا 4-5 سالگی من یک خانه حدود 60- 70 متری در محله ای فقیرنشین در مشهد بود که فقط یک اطاق داشت و یک زیرزمین تاریک و خفه»
تحصیلات ابتدایی
معظم له تصدیق ششم را دور از چشم پدر با رفتن به کلاس شبانه دریافت می دارد و سپس مخفیانه در کلاس های دبیرستان نام نویسی کرده و دوره متوسطه را طی دو سال به صورت جهشی می خوانند و دیپلم می گیرند. از نظر علوم اسلامی در همان مدرسه اسلامی، ادبیات عرب را شروع می کنند. و سپس در چهارده سالگی به مدرسه علوم دینی «سلیمان خان» می روند و ادبیات عرب را در آنجا به پایان می رسانند. شرایع را هم در درس پدر شرکت می کنند وهنگامی که به کتاب حج می رساند پدر به ایشان می گویند که در درس شرح لمعه که مبحث حج رسیده بود شرکت کنند و هم مباحثه با برادرشان حاج سید محمد آقا بشوند. بعد از مدرسه سلیمان خان به مدرسه علوم دینیه نواب می روند و سطح را به پایان می رسانند. پس از آن در دروس خارج مرحوم آیت الله العظمی میلانی شرکت می نمایند و این کم نظیر بود که جوانی در سن 16 سالگی بتواند در درس خارج شرکت نماید