Rodzina i pochodzenie John Herbert Dillinger urodził się 22 czerwca 1903 w sekcji Oak Hill, w Indianapolis. Jego rodzicami byli: John Wilson Dillinger (ur. 1864, zm. 1943) i Mary Ellen „Mollie” Lancaster (ur. 1860, zm. 1907). Rodzice pobrali się 23 sierpnia 1887 w hrabstwie Marion, w stanie Indiana. Ojciec Dillingera był właścicielem sklepu spożywczego. W wywiadzie udzielonym dziennikarzom powiedział, że był konsekwentny w wymierzaniu dyscypliny. Był zwolennikiem powiedzenia „oszczędzaj rózgę, a dziecko popsowasz” (Samuel Butler). Jego starsza siostra Audrey, urodziła się 6 marca 1889. Tuż przed jego czwartymi urodzinami, w 1907, zmarła mu matka.
W młodości Dillinger był wychowywany przez swoją siostrę do czasu, aż jego ojciec ożenił się ponownie 23 maja 1912 w hrabstwie Morgan z Elizabeth „Lizzie” Pola (ur. 1878, zm. 1933). Dillinger początkowo był zazdrosny i nie lubił swojej macochy. Jego ojciec i macocha mieli troje dzieci: Huberta Dillingera (ur. ok. 1913/1914, zm. 1974), Doris M. Dillinger (ur. 1917, zm. 1921) oraz Frances Dillinger (ur. ok. 1922, zm. 2015).