Галина Сергеевна Уланова родилась 8 января (по новому стилю) 1910 года в Петербурге. Её отец Сергей Николаевич — артист балетной труппы Мариинского театра, а мать Мария Фёдоровна Романова — солистка и педагог этого же театра.
Уже в ранние детские годы у Галины стали вырисовываться свойства, ставшие впоследствии отличительными в исполнительской индивидуальности Улановой-балерины: мягкость в движениях, природная музыкальность, артистические наклонности. В шестилетнем возрасте Мария Фёдоровна, исполняющая сольную партию в «Золотом вальсе» второго акта балета «Щелкунчик», взяла дочь на репитицию. С тех пор Галина просмотрела практически весь репертуар театра, познакомилась с Преображенской, Смирновой, Карсавиной.
В Государственную хореографическую школу Уланова поступила в сентябре 1919 года, её педагогом на первые четыре года становится мама — М.Ф. Романова и В.И. Пономарёв. Со второго года обучения дети иногда участвовали в балетных и оперных спектаклях в Мариинском и Михайловском театре. Она была занята в небольших ролях: в опере Римского-Корсакова «Снегурочка»; балетах «Тщетная предосторожность» и «Баядерка». Вот что писали тогда об Улановой:»Хорош и миловиден танец рук у Улановой…тут и вкус и манера, и влияние красивых образцов. Что-то взято у скульптуры и у картин, что-то прямо схвачено со сцены восприимчивой душой». Последние пять лет в училище Уланова танцевала под руководством Агриппины Яковлевны Вагановой, пантомимным приёмам и поддержке её обучала Л.С. Леонтьева, а характерному танцу — А.М. Монахова. Как расказывала М.Ф. Романова, полная мера таланта дочери раскрылась перед ней внезапно.
Присутствуя на выпускном спектакле училища 1926 года «Талисмане» Дидро, она вгляделась в движение «огоньков», исполняемых воспитанницами старших классов. Внимание её было приковано к одной из них, присмотревшись Мария Фёдоровна узнала в ней свою шестнадцатилетнюю дочь.
Для Улановой памятным был пример Марины Семёновой, окончившей школу в 1925 году и сразу принятой на сцену в качестве балерины, что опрокидывало старые представления о необходимости определённой «выслуги лет». И действительно, для Улановой (так же как для её сверстницы и подруги по классу Татьяны Вечесловой) выпускной спектакль 16 мая 1928 года оказался дебютом. В программу спектакля входили двухактный балет Дриго «Арлекинада» в постановке М. Петипа, «Шопениана» Фокина, и балетный дивертисмент, содержавший девять концертных номеров. Уланова танцевала Сильфиду в «Шопениане» и партию феи Драже в адажио из балета «Щелкунчик».