Stephanie zu Guttenberg er av tysk adelsslekt og tippoldebarn av rikskansler og fyrste Otto von Bismarck og oldebarn av utenriksminister Herbert von Bismarck.
Stephanie zu Guttenberg er den eneste felles datter av Andreas von Bismarck-Schönhausen og svenske Charlotte Kinberg. Hun har gjennom sin mor to eldre søsken. Guttenberg vokste opp tospråklig og er flytende i fem språk – i tillegg til tysk og svensk også engelsk, fransk og italiensk.