Supriya Pathak est née de Dina Pathak, artiste de théâtre gujarati et actrice expérimentée d'origine kathiavaadi, et de son père Baldev Pathak, d'origine punjabi, qui était tailleur pour les stars comme Rajesh Khanna et Dilip Kumar. Elle a une sœur aînée, Ratna Pathak, également artiste de théâtre et actrice de cinéma. Elle a grandi dans la Parsi Colony à Dadar, à Mumbai, et a fréquenté le lycée J. B. Vachha. Elle est titulaire d'une licence en Beaux-Arts, spécialisée en Bharatanatyam, obtenue du Centre de recherche en danse Nalanda de l'Université de Mumbai.