माधुरी के पिता शंकर दीक्षित और माता स्नेह लता दीक्षित की लाडली माधुरी को बचपन में डॉक्टर बनने की चाह थी। माधुरी ने अपनी शुरुआती पढ़ाई डिवाइन चाइल्ड हाई स्कूल से की, बाद में उन्होंने मुंबई यूनिवर्सिटी से बीए किया। तीन साल की उम्र से ही उन्होंने डांस सीखना शुरू कर दिया था, आठ साल की उम्र होने के बाद उन्होंने क्लासिकल प्रतियोगिता में हिस्सा लिया था और वह उनका पहला बड़ा परफोर्मेंस था।