Согласно Иоанну Никиускому, Кирилл Александрийский родился в городе Махале, или Дидусья (по мнению исследователей, Феодосий, место которого определяют на северной окраине современного города Эль-Махалла-эль-Кубра, в центре дельты Нила, в 120 км на восток от Александрии). Дата рождения Кирилла Александрийского в точности исследователям не известна; исследователи полагают, что он родился между 375 и 380 гг., иногда уточняется – около 375 г. или около 378 г. Преподобный Исидор Пелусиот и Феодорит Кирский называют Кирилла Александрийского племянником архиепископа Феофила Александрийского; Сократ Схоластик, Иоанн Никиуский и «История Александрийских патриархов» – сыном его сестры. Версия о том, что он был сыном брата архиепископа Феофила Александрийского, не выдерживает критики. Об отце Кирилла Александрийского исследователям ничего не известно, мать – родом из Мемфиса, одного из оплотов египетского язычества. Её родители были христианами; они умерли молодыми, оставив двух детей: юного Феофила и маленькую дочь. Исследователи полагают, что Феофил во время гонения при императоре Юлиане Отсупнике (361–363 гг.) переселился из Мемфиса в Александрию и определил там сестру на воспитание в женский монастырь до замужества. В несколько противоречивом рассказе епископа Палладия Еленопольского исследователи обычно видят свидетельство того, что Феофил, уже будучи архиепископом, привлекал сестру к неблаговидным делам, но вполне возможно, что эти обвинения напрасны. Из зачитанного на четвёртом Вселенском Соборе (Халкидонском) прошения племянника Кирилла Александрийского Афанасия Великого исследователи сделали вывод, что у Кирилла Александрийского было несколько родных сестёр. Став архиепископом Александрии (384 г.), Феофил взял на себя заботы по воспитанию и образованию племянника. Кирилл Александрийский прошёл обычный для выходца из состоятельной семьи в Александрии курс светской школы. Его позднейшие сочинения свидетельствуют о высоком уровне полученного образования. В трактате «Против Юлиана Отступника» Кирилл Александрийский демонстрирует большую эрудицию. Ему были известны античные классики: Гомер, Гесиод, Еврипид; он цитирует досократиков, Платона, Аристотеля, Нумения Апамейского, Плотина, Порфирия и других языческих писателей и философов, древних и современных ему. Эта эрудиция была следствием не только чтения христианской апологетической литературы, но и непосредственного знакомства с первоисточниками. Например, Кирилл Александрийский приводит цитаты из «Герметического корпуса афинской редакции». Исследователи полагают, что Кирилл Александрийский посещал уроки философа и математика Ипатии, главы неоплатоников в Александрии, среди учеников которой были не только язычники, но и христиане. Ввести Кирилла Александрийского в философский кружок Ипатии, где собиралась интеллектуальная элита Александрии, мог Синесий Киренский (ум. в 413 г.), с 410 г. – епископ Птолемаидский, близкий друг архиепископа Феофила и ученик Ипатии. Она могла заинтересовать Кирилла Александрийского сочинениями Плотина и Порфирия.