نشأت بيلي إيليش في هايلاند بارك، لوس أنجلوس وسط عائلة من الممثلين والموسيقيين والداها هما الممثلة الموسيقية وكاتب السيناريو ماغي بيرد وباتريك أوكونيل تعلمت بيلي في المنزل، وانضمت إلى جوقة لوس أنجلوس للأطفال في سن الثامنة في سن الحادية عشرة، بدأت بيلي بالكتابة وغناء أغانيها الخاصة، متخذة شقيقها الأكبر فينيس أوكونيل قدوة، حيث كان يكتب بالفعل ويؤدي وينتج أغنياته الخاصة مع فرقته في أكتوبر 2015، سجلت بيلي أغنية “Ocean Eyes”، التي كتبها فينياس في البداية لفرقته الموسيقية، وأرسلتها إلى معلم الرقص الخاص بها الذي كان يأمل في تصميم رقصة عليها.