Gisele Bundchen s-a născut pe 20 iulie 1980 în orășelul brazilian Tres de Maio (3 Mai), dar a copilărit în Horizontina. Ambii părinți sunt nemți, mama sa a fost angajată a unei bănci, iar tatăl profesor și scriitor. Gisele are o soră geamănă, Patricia, mai mare cu cinci minute decât ea și alte patru surori, Raquel, Graziela, Gabriela și Rafaela.
În adolescență, Gisele și-a dorit foarte tare să devină jucătoare de volei. Pentru că era foarte slabă, colegele ei o porecliseră Olivia Palito (numele în portugheză al lui Olive Oyl din Popeye). La 13 ani s-a înscris la o școală de modelling la insistențele mamei ei. În anul următor a mers într-o excursie la Sao Paolo și, în timp ce mânca la McDonald’s, a fost descoperită de o agenție care a trimis-o la concursul național Elite Look of the Year unde a ocupat locul al doilea. Imediat după acest concurs ea s-a mutat la New York și a devenit unul dintre cele mai apreciate modele ale tuturor timpurilor.