Katheryn Elizabeth Hudson connu sous le nom de Katy Perry naît le 25 octobre 1984 à Santa Barbara, en Californie, d'un couple de pasteurs : Mary (née Perry), une évangéliste d'origine Portugaise1 qui a grandi en Californie du Sud et . Deuxième enfant de la famille, elle a une sœur aînée, Angela, et un frère cadet, David.
De l'âge de 9 à 17 ans, elle est éduquée dans le ministère de ses parents et chante dans leur église. N'étant pas autorisée à écouter de la musique « laïque », elle grandit en écoutant du gospel et fréquente des écoles et des camps de vacances chrétiens. Elle apprend à danser dans un centre de loisirs de Santa Barbara, où ses cours sont animés par des danseurs de l'« ancienne école », et apprend le swing, le Lindy Hop, le Jitterbug etc.
Elle commence la chanson en imitant sa sœur. Elle suit alors des cours, de l'âge de 9 à 16 ans, et entre à la Music Academy of the Westde Santa Barbara, où elle étudie un peu l'opéra italien. Après avoir obtenu son GED2 (équivalent du brevet français), elle décide de quitter l'école pour poursuivre une carrière dans la musique.
À l'âge de 15 ans, le chant de Katy à l'église attire l'attention de vieux rockers de Nashville (Tennessee). Elle signe sur le label Red Hill, ce qui lui permet d'enregistrer son 1e album, et sort un album de gospel en 2001 sous le nom de Katy Hudson. L'album ne rencontre pas le succès et son label dépose le bilan fin 2001. Elle change alors son nom de scène en Perry (nom de jeune fille de sa mère), Katy Hudson ressemblant trop au nom de l'actrice Kate Hudson.
En 2004, Katy Perry signe chez Columbia Records. Après quelques essais, le projet est abandonné. En octobre 2004, elle est engagée par le magazine Blender. En 2006, elle apparait à la fin du clip de Goodbye for Now du groupe P.O.D., et fait également une apparition dans le clip de Carbon Leaf, Learn to