Hà Anh sinh ra trong một gia đình giàu truyền thống nghệ thuật. Ông nội cô là nhà văn Vũ Tú Nam, bà nội là nhà báo Thanh Hương, nguyên Tổng biên tập báo Phụ nữ Việt Nam. Bố Hà Anh là họa sĩ thiết kế phim Vũ Huy, còn mẹ cô cũng là dịch giả Lệ Hà. 

Thuở nhỏ, Hà Anh vẫn được cả gia đình gọi bằng cái tên thân mật Ly. Cô có đôi mắt to tròn ngơ ngác và rất thích làm điệu trước ống kính của bố. 

Hà Anh từng chia sẻ, cái tên Vũ Nguyễn Hà Anh của cô có nghĩa là ánh sáng của dòng sông. Ông bà và bố mẹ hy vọng với cái tên này, khi lớn lên cô sẽ trở thành phụ nữ thông minh, tốt bụng, mang lại niềm vui cho mọi người. 

Khi 7 tuổi, Hà Anh có thêm em gái Hà My. Cả hai chị em rất thân thiết, ít khi cãi cọ, mâu thuẫn. Sau này lớn lên, Hà Anh là chỗ dựa cho em gái và thường xuyên chia sẻ những kinh nghiệm cuộc sống cho Hà My. 

Mẹ siêu mẫu tiết lộ, Hà Anh chịu ảnh hưởng lớn từ ông nội và mẹ. Cả hai đều hướng Hà Anh đến với nghệ thuật khi cho học đàn, đọc sách. Chính quãng tuổi thơ êm đềm ấy đã nuôi dưỡng tâm hồn cô. 

Hai chị em Hà Anh, Hà My và bố mẹ trong một chuyến du lịch.