李白出生在中亚碎叶（今吉尔吉斯斯坦托克马克附近），当时属唐安西都护府管辖，是安西四镇中最西的一个城镇，也是“丝绸之路”上的一座重要城市。高僧玄奘法师在唐太宗贞观初年往印度取经时，曾路过这里。他在《大唐西域记》中称碎叶城为“素叶水城”，说这个城周围六七里，是各族商人杂居的地方。

古人对拥有出众才华和做出不凡事迹的人，往往会给他们的出生赋予一些异象，以表明他们具有某种灵异之性。据说，李白诞生的时候，他的母亲曾梦见长庚星（即金星，又名太白星）投进怀中，所以给他取名白，字太白。这个传说，李白在世时就流传很广。后来李白在临终时，托从叔李阳冰替他的诗文编集，李阳冰将李白的集子命名为《草堂集》，在序中记载了这个传说，并说：“世称太白之精。”意思是说李白不是一般的世俗之人，而是天上的星宿下凡。虽然这种传说现在看来显得颇为荒诞，但从中可以看到当时的人们对李白非凡才华的由衷赞美。在我国古代诗人中，李白是传说最多的诗人之一，这也表明了他是多么受人喜爱。

关于李白的祖籍，李阳冰的《草堂集序》和宪宗元和十二年（817）范传正写的《唐左拾遗翰林学士李公新墓碑》，都说是陇西成纪（今甘肃省秦安县）人，是东晋时西凉武昭王李暠九世孙。李白也常在诗文中自称“陇西布衣”（《与韩荆州书》），“本家陇西人，先为汉边将”（《赠张相镐二首》其二），把汉武帝时的名将李广看作自己的祖先。如果这些说法确属事实，李白就应该是唐王朝的宗室，因为唐朝皇帝也自称是西凉武昭王的后代。天宝元年（742），玄宗曾下诏令：凡是西凉武昭王的后代，都应该编进皇家的族谱。当时李白正在长安，受到玄宗的隆重接待，可是在《新唐書·宗室世系表》里，却根本没有李白这一支族的名字。而且李白在诗文中，称唐宗室的人为从祖、从叔、从兄、从侄，也与他作为李暠九世孙的辈分不符。甚至对那些本非李姓而只是赐姓李氏的人，李白也经常称他们为从兄弟。所以，李白祖籍陇西成纪和他是西凉武昭王九世孙的说法，至今令人怀疑。唐代人很看重郡望，如韩姓之人常自称是昌黎人、王姓则自称为琅琊人等。李氏共十三望，以陇西为第一，所以李姓之人多自称为李广之后，源出陇西。因此，李白祖籍陇西，以及李阳冰、范传正的记载，我们也不妨把它看作自称的郡望而已。

李阳冰和范传正的记载还说，李白的先辈在隋代末年迁往西域，而且一直隐姓埋名，什么原因却没有记载。直到唐中宗神龙元年（705）李白五岁那一年，他的父亲才率领全家来到蜀中绵州昌隆县（后避玄宗讳，改为昌明县，五代后唐时又避李国昌讳，改为彰明县，即今四川省江油市）南青莲乡（一作清廉乡）定居。

李阳冰说李白的父亲是“逃归于蜀”，范传正说是“潜还广汉”（汉代时绵州属广汉郡），说明他们不是一般的迁居。李白的父亲是一个神秘的人物，他的真正名字史籍没有记载，只知道他到蜀中后才恢复姓李。因为是逃亡到异乡客地，蜀中的人就称他为李客。到蜀中后，李客一直过着不求仕禄的隐逸生活，所以他的事迹现在一无所知。李白在同辈中排行十二，这说明李客从西域带至蜀中的是一个大家庭。他不做官，却要维持这个大家庭的生活，后来还能让李白出蜀漫游，花费大量的钱财，说明他在经济上非常富裕。所以不少研究者认为，李客可能是名富商——何况碎叶城本来就是各族商人杂居的地方。

李白就是在碎叶这个各民族杂居的地方，度过了五个年头。他从小就喜爱月亮，后来在《古朗月行》中说：“小时不识月，呼作白玉盘。又疑瑶台镜，飞在青云端。”诗人说，小时候不识月亮，每当一轮明月从天山那边升起的时候，他就欢呼着说：“白玉盘上天啦！”小李白又怀疑是不是西王母瑶台上的镜子飞上了天。一个“呼”，一个“疑”，二字惟妙惟肖地表达出儿童初次见到月亮时的新奇感受和美丽想象，主人公天真烂漫的形象呼之欲出。李白一生中写了许多歌颂明月的诗。在唐代就已经流传着李白醉后入水捉月而死的传说，现在安徽的采石矶还筑起了“捉月亭”。当然，这只是民间编造的故事。不过，李白一生最喜欢照亮黑暗世界的明月却是事实。在碎叶，“明月出天山，苍茫云海间”（《关山月》）的雄浑景色，陶冶了他幼小的心灵，孕育了他豪放爽朗的性格。碎叶的童年生活，也为他在后来创作的边塞诗中逼真地再现塞外风光创造了条件，同时使李白懂得了各民族的语言、习俗，为他后来的交游和起草《和番书》奠定了基础。李白对这个出生地十分怀念，在晚年写的《江西送友人之罗浮》诗中，还感叹“乡关眇安西”，为自己不能重游出生地而深感遗憾。