Debido a que Katie Melua creció en Georgia y Belfast políticamente inestables con los disturbios en Irlanda del Norte, inicialmente quería ser historiadora o política. En 2000, Katie Melua, de 15 años, participó en el concurso de talentos "Stars Up Their Noses" en el programa infantil de ITV "Mad for It". Ganó el concurso con la canción "Without You" de Badfinger y recibió un vale de regalo de MFI Retail por valor de £ 350, y terminó comprándole una silla a su padre. Después de que Katie Melua completara sus GCSE en Nonsuch High School, una escuela para niñas en Thornton Cheam, ingresó a la BRIT School en Croydon para comenzar un curso de música de nivel BTEC A, donde comenzó a intentar componer canciones.
La actuación de Katie Melua en Brit School atrajo la atención del compositor y productor Mike Batt. Su propósito original era encontrar una banda de rock psicodélico, un bajista y una persona que "pueda tocar música interesante" cantando jazz y. Cantante de blues. Después de escuchar a Katie Melua interpretar "Faraway Voice" (una canción que escribió sobre la muerte de su ídolo Eva Cassidy), Batt contrató a Katie Melua, que entonces tenía 18 años, y la envió a la sala de grabación.
Katie Melua nació en 1984 en Georgia y pasó la mayor parte de su infancia en la localidad de Batumi, donde su padre era cardiólogo. En 1993, a su padre se le dio la oportunidad de mudarse a Belfast y la familia se mudó junta. Belfast está en Irlanda, donde asistió a una escuela católica.
En 1998 su familia se mudó de nuevo al suroeste de Londres. A los 15 años, Melua ganó el concurso de canto de ITV cantando "Sin ti" de Mariah Carey. Posteriormente estudió Música BTEC Nivel 1 en Brit School. Y comenzó la creación musical en 2001.