فرح دیبا تنها فرزند فریده قطبی و سهراب دیبا بود. فریده قطبی مادر فرح دیبا اهل لاهیجان در گیلان بود و از تبار صوفی و دانشمند علوم دینی، قطبالدین شریف لاهیجی بود. پدربزرگ پدری وی سفیر ایران در روسیه و هلند بود.
پدر فرح دیبا سهراب دیبا اهل تبریز و از محله ششگلان آن شهر بود. وی در دانشکده افسری سن پترزبورگ به تحصیل پرداخت. پس از انقلاب اکتبر به فرانسه رفت و در آنجا دیپلم متوسطه خود را گرفت و تحصیلات عالیه خود را در رشته حقوق آغاز کرد. سپس به مدرسه نظامی سنسیر رفت و پس از به پایان رساندن تحصیلاتش به ایران بازگشت و در ارتش نوین رضا شاه استخدام شد. پدر فرح دیبا در سال ۱۳۲۶ به سبب بیماری سرطان درگذشت