Билли Джо Армстронг появился на свет 17 февраля 1972 года в небольшом городке Родео, штат Калифорния. Он был самым младшим из шести детей в семье. Его отец работал дальнобойщиком, а также подрабатывал в клубах, исполняя джаз. Мать Билли Джо была официанткой в одном из ресторанчиков города. В сентябре 1982 года, когда будущей звезде было всего 10 лет, его отец, Энди, скончался от рака желудка. Спустя два года после этого его мать вновь вышла замуж. Билли тяжело воспринял это событие, он стал ненавидеть этого человека. В 14 лет Билли Джо сочинил свою первую песню ("Why Do You Want Him?"), которая рассказывала о его матери и отчиме. Петь Билли начал довольно-таки рано, в 5 лет. Он часто бывал в больницах и пел там их пациентам. Несколько позже у него появилась собственная песня "Look For Love", записанная местной компанией Fiat Records. В 11 лет мать подарила ему первую электрогитару, это была знаменитая "Blue", на которой Билли играет и по сей день.