Lola Dewaere ist die Tochter des Schauspielers Patrick Dewaere und von Élisabeth (bekannt als Elsa) Malvina Chalier. Sie ist die Halbschwester von Angèle Herry-Leclerc (geboren 1974), der Tochter von Patrick Dewaere und der Schauspielerin Miou-Miou, die 1992 von Julien Clerc adoptiert wurde.

Nach dem Selbstmord ihres Vaters am 16. Juli 1982 in Paris sah sich ihre Mutter wegen der von ihm hinterlassenen Schulden mit den Steuerbehörden konfrontiert und vertraute Lola ihren eigenen Eltern an, die in Saint-Lambert-du-Lattay (Maine-et-Loire) lebten. Coluche bot an, bei Lolas Taufe ihr Patenonkel zu werden, doch ihre Großeltern lehnten ab.

Obwohl sie aufgeweckt war, war sie oft widerspenstig und hatte Schwierigkeiten in der Schule. Sie entwickelte gewisse Unsicherheiten, insbesondere wegen ihrer Größe, der hohen Erwartungen, die ihre Großeltern an sie stellten, und der häufigen Bezugnahmen auf ihren Vater. In der frühen Adoleszenz kehrte sie nach Paris zurück, um bei ihrer Mutter zu leben, und setzte ihre Schulausbildung ab der 7. Klasse an der privaten katholischen Schule Saint-Michel-de-Picpus fort. Rebellisch und Autoritäten ablehnend, wurde sie der Schule verwiesen. In dieser Zeit war alles, was ihren Vater betraf, ein Tabuthema. Ihre Mutter erwähnte jedoch manchmal seinen Selbstmord in Worten, die Lola als „sehr direkt“ beschreibt, und sagte, er habe sich in den Mund geschossen.

Mit etwa 16 Jahren entdeckte sie dennoch mehrere Filme ihres Vaters, darunter *Coup de tête*, *La Meilleure Façon de marcher*, *Adieu poulet* und *Psy*, die ihr gefielen. 1997, als sie volljährig wurde, schrieb sie sich an der Schauspielschule Cours Florent ein, um sich zur Schauspielerin ausbilden zu lassen.