1806年，约翰•穆勒生于伦敦，他的父亲是著名功利主义哲学家詹姆斯•穆勒。作为长子，穆勒自幼受到父亲老穆勒的严格教育。他从3岁就开始读希腊文，8岁学拉丁文、代数、几何，9岁便遍读希腊史家的重要著作，12岁时，已经开始学习逻辑，熟读亚里士多德的逻辑学著作了。尤其有重要意义的是，13岁时，穆勒在父亲的指导下开始阅读李嘉图的《政治经济学及赋税原理》，接着又阅读了亚当•斯密的《国富论》。以至于少年阶段结束时，他已经具备了比大学毕业生还要广泛的知识。
穆勒的聪明好学令父亲对他十分器重，因此，父亲的教育成为当时穆勒接受最先进学术思想的最初来源。穆勒认为人在成长的初期，只要经过适当的训练，可以吸收和理解的数量远超过常人所能想象。他谦逊地表示自己并非禀赋特异，但经过这样的训练，一样能够具有一定程度的思辨能力。
拥有天才身份的同时，穆勒还是个情种，他与后来成为其妻子的泰兰夫人相识在1830年，当时穆勒25岁，泰兰夫人23岁，但是直到二十多年后，泰兰的丈夫去世，他才与她结婚，成为终身伴侣。二十年来，穆勒一直过的是柏拉图式的恋爱生活，他对泰兰夫人倾注了他全部的爱慕之情，却没有丝毫越轨行为。