سيمين خليلي به سال 1306 هجري شمسي در محلة همت‌آباد تهران به دنيا آمد. پدرش « عباس خليلي »، نويسنده و مترجم و روزنامه‌نگار معروف دورة رضاشاه و اوايل دورة محمدرضا شاه و مادرش « فخر عظمي ارغوان » بانويي اهل فرهنگ و قلم بود.

عباس خليلي دو هفته پس از ازدواج، به دليل مخالفت با رضاشاه به مدت دو سال به كرمانشاه تبعيد مي‌شود. پس از بازگشت خليلي، همسر جوانش كه زندگي سياسي و پرشور او را تاب نمي‌آورد به خانة پدري باز مي‌گردد و پس از دو سال كشمكش از او جدا مي‌شود.

سيمين با مادرش در خانة قديمي و كوچك پدربزرگ اقامت مي‌كنند، پس از مرگ پدربزرگ، مادر سيمين با عادل خلعتبري، كه او هم روزنامه‌نگار بود، ازدواج مي‌كند.

دورة دبستان را درمدرسة « ناموس » و دورة دبيرستان را در مدرسة «حسنات» سپري مي‌كند. از همان ايام كودكي مادرش كه خود دستي در شعر و شاعري دارد، سيمين را به قصد شاعر شدن تشويق و تربيت ميكند. در چهارده‌سالگي نخستين شعرش در « نوبهار» منتشر مي‌شود. در سال 1324 به تحصيل در آموزشگاه مامايي مي‌پردازد و در سال دوم به خاطر اختلاف با اولياي آموزشگاه از آنجا اخراج مي‌شود.

در همين ايام كه هفده سال بيش نداشت با آقاي حسن بهبهاني ازدواج مي‌كند، حاصل اين ازدواج سه فرزند است: علي، حسين و  اميد بهبهاني.