โยนาทัน เนทันยาฮู เกิดในนครนิวยอร์ก เขาเป็นลูกชายคนโตของซีลา (นามสกุลเดิม ซีกัล; ค.ศ. 1912–2000) และเบนซิโยน เนทันยาฮู (ค.ศ. 1910–2012) ซึ่งเป็นศาสตราจารย์กิตติคุณสาขาประวัติศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนล เขาได้รับการตั้งชื่อตามปู่ของเขา ซึ่งเป็นอาจารย์ในศาสนายิวชื่อนาธาน ไมเลย์คาวสกี และผู้พัน จอห์น เฮนรี แพตเทอร์สัน ที่เคยบัญชากองพันยิวอาสา และดูแลชาวยิว[2] เขามีน้องชายสองคนคือเบนจามินและอิดโด ซึ่งเบนจามิน (ชื่อเล่น "บีบี") ได้รับเลือกเป็นนายกรัฐมนตรีอิสราเอลในปี ค.ศ. 1996, ในปี ค.ศ. 2009 รวมทั้งการเลือกตั้งใหม่ในปี ค.ศ. 2013 และ 2015 ส่วนอิดโด น้องคนสุดท้องในสามคน เป็นทั้งรังสีแพทย์และนักเขียน ซึ่งทั้งสามพี่น้องเป็นทหารในหน่วยซาเยเรตแมตคาล

เนทันยาฮูเข้าศึกษาที่เชลเทนแฮมไฮสกูล ในวินโกต รัฐเพนซิลเวเนีย โดยสำเร็จการศึกษาในปี ค.ศ. 1964 ในฐานะเพื่อนร่วมชั้นของเรจจี แจ็กสัน ผู้เป็นสมาชิกหอเกียรติยศเบสบอล เมื่อครั้งที่อยู่ในไฮสกูล เขาเริ่มใคร่ครวญจุดมุ่งหมายในชีวิต เมื่อเขาเขียนหนังสือในปี ค.ศ. 1963 โดยเขียนว่า "ปัญหาต่อวัยรุ่นที่นี่คือชีวิตของพวกเขาที่ขาดแคลนความพึงพอใจ ผมควรจะพร้อมในทุกช่วงเวลาของชีวิตที่จะเผชิญหน้ากับตัวเองและกล่าว—'นี่คือสิ่งที่ผมได้ทำ'"[3][4]

เนทันยาฮูแต่งงานกับแฟนสาวชื่อเทอร์ซา ("ทูตี") ที่คบกันมาเป็นเวลานานในวันที่ 17 สิงหาคม ค.ศ. 1967 ไม่นานหลังจากงานแต่งงานของพวกเขา พวกเขาบินไปที่สหรัฐ โดยโยนีเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด เขาเรียนวิชาปรัชญาและคณิตศาสตร์ ด้วยผลการเรียนยอดเยี่ยมทั้งสองวิชา และอยู่ในรายชื่อนักเรียนที่เรียนดีมากในช่วงปลายปีแรก[5] อย่างไรก็ตาม ความรู้สึกกระปรี้กระเปร่าเมื่ออยู่ห่างจากประเทศอิสราเอล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออิสราเอลต่อสู้กับอียิปต์ในช่วงสงครามการบั่นทอนกำลัง ย้ายไปเรียนที่มหาวิทยาลัยฮีบรูแห่งเยรูซาเลมในปี ค.ศ. 1968 กระทั่งในช่วงต้นปี ค.ศ. 1969 เขาออกจากการศึกษาและกลับไปที่กองทัพ[6] บิดาของเขาอธิบายถึงการตัดสินใจนั้นว่า "เขาฝันที่จะกลับมาศึกษาต่อและวางแผนที่จะทำเช่นนั้นครั้งแล้วครั้งเล่า ถึงกระนั้นเขาก็ยังคงเปลี่ยนบรรยากาศอยู่เสมอที่เขากลับไปฮาร์วาร์ดเพื่อผ่อนคลายความตึงเครียดทางทหาร"[6]

ในปี ค.ศ. 1972 เขากับทูตีหย่าขาดจากกัน เนทันยาฮูอาศัยอยู่กับบรูเรียแฟนใหม่ของเขาเป็นเวลาสองปี ก่อนเขาเสียชีวิต[7]