Bai Ling est née à Chengdu pendant la Révolution culturelle. Ses parents étaient alors traités cruellement à cause de leurs carrières respectives et elle fut confiée rapidement à sa grand-mère habitant dans le Sichuan. Elle s'est décrite comme une enfant très timide, qui a découvert qu'elle arrivait mieux à s'exprimer en jouant des rôles. Pour elle, l'interprétation d'un rôle est un moyen de se détacher du jugement de la société. Elle commença à 14 ans une « carrière » de trois ans dans l'armée populaire de libération au Tibet. Là-bas, elle réussit néanmoins à se consacrer aux divertissements et au théâtre.
Plus âgée, son fort caractère lui valut quelques problèmes avec sa hiérarchie. Elle fut accusée d'insubordination après avoir consommé du tabac et de l'alcool. Elle est hospitalisée brièvement pour dépression à la fin de son service, à la suite de quoi elle participe aux manifestations de la place Tian'anmen en 1989. Elle s'en va temporairement à New York en 1991 pour suivre les cours de cinéma à l'Université de New York et obtiendra plus tard un visa spécial lui permettant de rester aux États-Unis, jusqu'à ce qu'elle en devienne citoyenne en 1999.
