วิลยนอร์ สุพรหมัณยัม รามจันทรัน (ตามประเพณีของคนทมิฬ นามสกุลของเขาคือ "วิลยนอร์" เขียนเป็นชื่อหน้า) เกิดในปี ค.ศ. 1951 (พ.ศ. 2494) ในรัฐทมิฬนาฑู ประเทศอินเดีย บิดาผู้ชื่อว่า ว.ม. สุพรหมัณยัม (V.M. Subramanian) เป็นวิศวกรทำงานกับองค์กรพัฒนาอุตสาหกรรม (Industrial Development) ขององค์การสหประชาชาติ ผู้ได้ทำหน้าที่ทูตในกรุงเทพมหานคร[15]

รามจันทรันใช้ชีวิตในวัยเด็กส่วนมากเดินทางไปในที่ต่าง ๆ ในประเทศอินเดียและในทวีปเอเชีย[16][17] เมื่อเจริญวัยขึ้น รามจันทรันได้เข้าโรงเรียนที่เมืองเจนไน (ชื่อเดิม มัทราส) และโรงเรียนของคนอังกฤษในกรุงเทพมหานคร[18] เขามีความสนใจในวิทยาศาสตร์หลายสาขารวมทั้งสังขวิทยา[16]

รามจันทรันได้จบสำเร็จเป็นแพทยศาสตร์บัณฑิต, ศัลยศาสตร์บัณฑิต (M.B.B.S.) จาก วิทยาลัยการแพทย์มัทราส (Madras Medical College) (ซึ่งเคยเป็นส่วนหนึ่งของ มหาวิทยาลัยมัทราส) เมืองเจนไน ประเทศอินเดีย[19] และหลังจากนั้นได้รับปริญญาเอกจาก Trinity College ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ

เมื่อเป็นบัณฑิตศึกษาอยู่ที่เคมบริดจ์ รามจันทรันมีส่วนร่วมในงานวิจัยกับคณะวิชาต่าง ๆ ที่มหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด รวมทั้งคณะสรีรวิทยา หลังจากนั้น เขาได้ใช้เวลา 2 ปี ที่สถาบันแคลเทค รัฐแคลิฟอร์เนีย เป็นผู้รับการฝึกอบรมงานวิจัย (research fellow) ได้ทำงานร่วมกับแจ็คก์ เพ็ตติกริว (ผู้ต่อมาเป็นศาสตราจารย์นักสรีรวิทยาชาวออสเตรเลีย) ต่อมา เขาได้รับตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์สาขาจิตวิทยา ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ในปี ค.ศ. 1983 และได้รับตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์ในสาขานั้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1998

ดร.รามจันทรันเป็นหลานชายของเซอร์อัลลาดี กริษณสวามี ไลเออร์ ผู้เป็นที่ปรึกษากฎหมาย (Advocate General) ของเมืองมัทราส เป็นผู้ร่วมเขียนรัฐธรรมนูญของประเทศอินเดีย[17][20] ดร.รามจันทรันมีคู่สมรสคือไดแอน รอเจอร์ส-รามจันทรัน และมีบุตรสองคนคือมานีและไชยา[16]