بندیکت تیموتی کارلتون کامبربچ در ۱۹ ژوئیهٔ ۱۹۷۶ در بیمارستان ملکه شارلوت و چلسی واقع در ناحیهٔ همرسمیت لندن به دنیا آمد. والدینش تیموتی کارلتون و واندا ونتام هر دو بازیگر هستند. او در منطقهٔ سلطنتی کنزینگتون و چلسی بزرگ شد. او یک خواهر ناتنی به نام تریسی دارد که حاصل ازدواج اول مادرش است. پدربزرگش، هنری کارلتون کامبربچ، افسر زیردریایی هر دو جنگ جهانی و یکی از چهره‌های برجسته جامعهٔ پیشرفته لندن بود. پدر پدربزرگش، هنری آرنولد کامبربچ، دیپلماتی بود که در مقام کنسول در ترکیه و لبنان خدمت می‌کرد. پدر پدر پدربزرگش، رابرت ویلیام کامبربچ، هم کنسول بریتانیا در ترکیه و امپراتوری روسیه بود. پدربزرگ جد او، آبراهام پری کامبربچ، یک برده‌دار ثروتمند در باربادوس، جامائیکا بود. همچنین کامبربچ یکی از بستگان دور ریچارد سوم، آخرین حاکم سلسله پلانتژانت است. او و ریچارد سوم با ۱۶ فاصله پسر عمو هستند. کامبربچ او را در مجموعهٔ تلویزیونی تاج توخالی (۲۰۱۶) به تصویر کشیده‌است. او در مراسم تدفین مجدد ریچارد سوم در ۲۰۱۵ شرکت کرد و شعری را هم خواند.
کامبربچ از هشت سالگی در مدارس شبانه‌روزی تحصیل می‌کرد. او در مدرسهٔ برامبلی در غرب ساسکس تحصیل کرد و شاگرد ممتاز هنر در مدرسهٔ هارو بود. او در این مدرسه آثار متعددی از شکسپیر را اجرا کرد و اولین اجرای او به عنوان تیتانیا ملکه پریان بود. معلم درام بندیکت، مارتین تایرل، او را «بهترین بازیگر پسر مدرسه‌ای» نامیده‌است که تا به حال با او کار کرده‌است. علیرغم توانایی‌هایش، معلم نمایش کامبربچ در هارو به او نسبت به حرفه بازیگری هشدار داد و آن را «تجارت سخت» نامید. کامبربچ پس از ترک هارو یک سال به عنوان معلم زبان انگلیسی در یک صومعه تبتی در دارجلینگ هند درس داد و سپس در دانشگاه منچستر مشغول به تحصیل درام شد. او درس خود را در آکادمی موسیقی و هنرهای نمایشی لندن ادامه داد و موفق به اخذ مدرک کارشناسی ارشد در بازیگری کلاسیک شد.