เจ้าหญิงมาร์เกรเธอประสูติเมื่อวันที่ 16 เมษายน พ.ศ. 2483 ณ พระราชวังอามาเลียนบอร์ก กรุงโคเปนเฮเกน เป็นพระราชธิดาพระองค์โตในเจ้าชายเฟรเดอริกและเจ้าหญิงอิงกริด มกุฎราชกุมารและมกุฎราชกุมารีแห่งเดนมาร์ก พระราชบิดาของพระนางเป็นพระราชโอรสในพระเจ้าคริสเตียนที่ 10 แห่งเดนมาร์กกับสมเด็จพระราชินีอเล็กซานดรีน และพระราชมารดาของพระนางเป็นพระราชธิดาพระองค์เดียวในมกุฎราชกุมารกุสตาฟ อดอล์ฟแห่งสวีเดนกับมกุฎราชกุมารีมาร์กาเร็ต เจ้าหญิงประสูติเพียงหนึ่งสัปดาห์หลังจากกองทัพนาซีเยอรมนีได้ทำการยึดครองเดนมาร์กในวันที่ 9 เมษายน พ.ศ. 2463

พระองค์ทรงเข้ารับบัพติศมาเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม พ.ศ. 2483 ณ โบสถ์โฮลเมน กรุงโคเปนเฮเกน เจ้าหญิงมาร์เกรเธอมีพระราชบิดาและพระราชมารดาทูนหัว คือ พระเจ้าคริสเตียนที่ 10 แห่งเดนมาร์ก, เจ้าชายคนุด รัชทายาทแห่งเดนมาร์ก, เจ้าชายแอกเซิลแห่งเดนมาร์ก, พระเจ้ากุสตาฟที่ 5 แห่งสวีเดน, มกุฎราชกุมารกุสตาฟ อดอล์ฟแห่งสวีเดน, แเจ้าชายกุสตาฟ อดอล์ฟ ดยุกแห่งเวสเตร์บอตเติน และ เจ้าชายอาร์เธอร์ ดยุกแห่งคอนน็อตและสตราเธิร์น

เจ้าหญิงทรงได้รับพระนามว่า "มาร์เกรเธอ" ตามพระนามของพระอัยยิกาฝ่ายพระมารดา พระนามว่า "อเล็กซานดรีน" ตามพระนามของพระอัยยิกาฝ่ายพระบิดา และพระนามว่า "อิงกริด" ตามพระนามของพระมารดา ตั้งแต่พระเจ้าคริสเตียนที่ 10 แห่งเดนมาร์ก พระอัยกาทรงดำรงพระราชอิสริยยศเป็นกษัตริย์แห่งไอซ์แลนด์ ทำให้เจ้าหญิงทรงดำรงพระอิศริยยศเป็นเจ้าหญิงแห่งไอซ์แลนด์จนกระทั่งปีพ.ศ. 2467 เจ้าหญิงจึงมีพระนามเป็นภาษาไอซ์แลนด์ตามโบราณราชประเพณี คือ ธอร์ฮิลดูร์ (Þórhildur)[3](สะกดตามลักษณะตัวอักษร "thorn" ในภาษาไอซ์แลนด์ ที่เที่ยบเท่ากับ "th")

เมื่อเจ้าหญิงมาร์เกรเธอมีพระชนมายุ 4 ชันษาในปีพ.ศ. 2487 พระขนิษฐาพระองค์แรกประสูติคือ เจ้าหญิงเบเนดิกเทอแห่งเดนมาร์ก ซึ่งต่อมาเจ้าหญิงเบเนดิกเทอทรงอภิเษกสมรสกับเจ้าชายริชาร์ดที่ 6 แห่งไซน์-วิตเกนสไตน์-เบอร์เลบูร์กและบางครั้งทรงพำนักที่เยอรมนี พระขนิษฐาองค์สุดท้องคือ เจ้าหญิงแอนน์-มารีแห่งเดนมาร์ก ประสูติในปีพ.ศ. 2489 ต่อมาได้อภิเษกสมรสกับสมเด็จพระราชาธิบดีคอนสแตนตินที่ 2 แห่งกรีซ และปัจจุบันทรงพำนักอยู่ที่ลอนดอน

ในวันที่ 20 เมษายน พ.ศ. 2490 พระเจ้าคริสเตียนที่ 10 เสด็จสวรรคตและพระราชบิดาของเจ้าหญิงมาร์เกรเธอได้ครองราชบัลลังก์สืบต่อในพระนาม "พระเจ้าเฟรเดอริกที่ 9 แห่งเดนมาร์ก"