Γεννήθηκε στην Αθήνα στις 4 Μαρτίου 1968. Είναι ο μοναχογιός και το τελευταίο από τα τέσσερα παιδιά του πρώην πρωθυπουργού της Ελλάδας Κωνσταντίνου Μητσοτάκη και της Μαρίκας Γιαννούκου. Από την πλευρά του πατέρα του, κατάγεται από οικογένεια πολιτικών και είναι απόγονος της αδερφής του Ελευθέριου Βενιζέλου. Μεταξύ άλλων, είναι δισέγγονος του πολιτικού Κωστή Μητσοτάκη, εγγονός του Κυριάκου Μητσοτάκη και αδελφός της πρώην υπουργού Εξωτερικών Ντόρας Μπακογιάννη. Όταν ήταν έξι μηνών, ο πατέρας του διέφυγε στο εξωτερικό και η οικογένειά του τέθηκε υπό κατ' οίκον περιορισμό από τη χούντα. Έναν χρόνο αργότερα, δόθηκε διαβατήριο στη μητέρα του και έτσι αναχώρησαν για το Παρίσι, όπου βρισκόταν ο Κωνσταντίνος Μητσοτάκης.

Αποφοίτησε από το Κολλέγιο Αθηνών το 1986 και σπούδασε Κοινωνικές Επιστήμες στο Χάρβαρντ, όπου βραβεύτηκε για τη διπλωματική εργασία που εκπόνησε με θέμα τις σχέσεις Ελλάδας-ΗΠΑ. Έκανε μεταπτυχιακό επάνω στην Ευρωπαϊκή Ενοποίηση στο Στάνφορντ και στη Διοίκηση Επιχειρήσεων στο Χάρβαρντ (ΜΒΑ).

Το 1997 νυμφεύτηκε την πολωνικής καταγωγής Μαρέβα Γκραμπόφσκι, επιχειρηματία και πρώην τραπεζικό στέλεχος. Έχουν αποκτήσει τρία παιδιά: τη Σοφία, τον Κωνσταντίνο και τη Δάφνη.

Ομιλεί, πέραν των ελληνικών, αγγλικά, γαλλικά και γερμανικά.