Mark Richard Hamill nació el 25 de septiembre de 1951, en Oakland, California, de Virginia Suzanne (née Johnson) y William Thomas Hamill, un capitán de la Marina de Estados Unidos. Es uno de los siete hijos, que tiene dos hermanos, Will y Patrick, y cuatro hermanas, Terry, Jan, Jeanie, y Kim. Su padre tiene ascendencia inglesa, escocesa, irlandesa y galesa y su madre era de mitad de descendencia sueca y mitad inglesa. Hamill ha descrito a su padre como un católico romano firme, y "Nixon Republicano".Los cambios de estación de su padre y los movimientos familiares acompañantes llevaron a los niños Hamill cambiar de escuela a menudo. En sus años elementales, fue a la Walsingham Academy en Williamsburg, Virginia, y Edgar Allan Poe Middle School en Annandale, Virginia. A los 11 años, se trasladó al 5900 bloque de Castleton Drive en San Diego, California, donde asistió a la Hale Junior High School. Durante su primer año en la James Madison High School en San Diego, su familia se mudó de vuelta a Virginia, y Hamill asistió a la Annandale High School. En su primer año, su padre estuvo estacionado en Japón, donde Hamill asistió y fue miembro del Drama Club en Nile C. Kinnick High School, de donde se graduó en 1969. Más tarde se inscribió en Los Ángeles City College, con especialización en drama.