Orlando Jonathan Blanchard Copeland Bloom lahir di Canterbury, Inggris, pada 13 Januari 1977. Ibunya, Sonia, berasal dari Kolkata, India, dan memiliki keturunan Inggris. Ayah kandungnya, Harry Bloom, adalah aktifis politik yang memperjuangkan hak civil di Afrika Selatan, namun meninggal saat Orlando berusia 4 tahun.

Setelah kematian Harry, Orlando dan kakaknya, Samantha, dibesarkan oleh sang ibu dan teman keluarganya, Colin Stone. Di umur 13 tahun, Sonia mengungkapkan bahwa Colin sebenarnya adalah ayah biologis Orlando dan Samantha, hasil perjanjian orang tua mereka karena Harry mengalami stroke dan tidak bisa punya anak.

Orlando bersekolah di St. Edmund's School, Canterbury, dan sejak kecil menunjukkan minat pada seni seperti keramik, fotografi, dan patung. Ia juga aktif di teater lokal dan mengikuti perlombaan puisi serta membaca Alkitab, dimana ia sering memenangkan kompetisi.

Pada umur 16 tahun, Orlando pindah ke London dan bergabung dengan National Youth Theatre, lalu mendapatkan beasiswa pelatihan di British American Drama Academy. Ia juga membintangi acara TV seperti Casualty dan Midsomer Murders serta film Wilde (1997). Ia kemudian belajar di Guildhall School of Music and Drama dan mengalami cedera parah jatuh dari atap, namun pulih dan kembali ke panggung.

Kesempatan besar datang saat sutradara Peter Jackson menonton pertunjukannya dan mengajak Orlando mengikuti audisi untuk film 'Lord of the Rings'. Setelah lulus, Orlando memerankan Legolas selama 18 bulan di Selandia Baru, yang membuatnya terkenal secara internasional dan menjadi salah satu aktor paling dicari di industri hiburan.