Фиби Тонкин родилась в городе Сидней 12 июля в 1989 году и с 4 лет участвовала в различных танцевальных классах, включая классические танцы, балет, чечетка, хип-хоп и современные танцы. Стремясь удовлетворить свою страсть к актерскому мастерству, она в 12 лет прошла различные курсы в Австралийском молодёжном театре и театре Уорф. Курсы в Молодёжном театре включали произведения Шекспира, искусство постановки, клоунаду и музыкальный театр.
Во время учебы в школе Квинвуд (г. Балморал), известной своим театром, Фиби посещала драм студию и участвовала в таких школьных постановках, как «Антигона», «Белый журавль» и «Венецианские близнецы». Каждый год она выступала в традиционном школьном шекспировском фестивале и в последний год заняла первое место, сыграв в спектакле «Сон в лунную ночь». На съемках сериала «Н2О: просто добавь воды» (2006—2010) она познакомилась с Клэр Холт, своей лучшей подругой и по сей день.