Ο Νίκος Μπελογιάννης είναι γιος του αντιστασιακού, μέλους της Κ.Ε. του ΚΚΕ Νίκου Μπελογιάννη και της Έλλης Παππά. Γεννήθηκε στη φυλακή τον Αύγουστο του 1951, και έναν χρόνο αργότερα ο πατέρας του καταδικάστηκε από το στρατοδικείο και εκτελέστηκε, ενώ η μητέρα του αποφυλακίστηκε το 1964. Ο ίδιος μεγάλωσε στα χέρια της θείας του, Διδώς Σωτηρίου. Είναι απόφοιτος της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ.